O que é um protocolo? | Definição de protocolo de rede

Na rede, um protocolo é um conjunto padronizado de regras para formatação e processamento de dados. Os protocolos permitem que os computadores se comuniquem uns com os outros.

Objetivos de aprendizado

Após ler este artigo, você será capaz de:

  • Defina "protocolo" em um contexto de rede
  • Liste os protocolos para as camadas do modelo OSI
  • Saiba mais sobre os protocolos mais utilizados na internet

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O que é um protocolo de rede?

No que se refere às redes, um protocolo é um conjunto de regras para formatação e processamento de dados. Os protocolos de rede são como uma linguagem em comum para computadores. Os computadores dentro de uma rede podem usar softwares e hardwares muito diferentes; entretanto, o uso de protocolos permite que eles se comuniquem uns com os outros independentemente dessas diferenças.

Os protocolos padronizados são como uma linguagem em comum que os computadores podem usar, semelhante ao que acontece quando duas pessoas de diferentes partes do mundo que podem não entender a língua nativa um do outro, mas podem se comunicar usando uma terceira língua compartilhada. Se um computador usa o Protocolo de Internet (IP) e um segundo computador também usa esse mesmo protocolo, eles conseguirão se comunicar, da mesma forma que as Nações Unidas, que depende de seus seis idiomas oficiais para se comunicar com representantes de todo o mundo. Mas se um computador usa IP e o outro não conhece este protocolo, eles não conseguirão se comunicar.

Na internet, existem diferentes protocolos para diferentes tipos de processos. Frequentemente, os protocolos são discutidos em termos de a que camada do modelo OSI eles pertencem.

Quais são as camadas do modelo OSI?

O modelo Interconexão de Sistemas Abertos (OSI) é uma representação abstrata de como a internet funciona. Ele contém sete camadas, sendo que cada camada representa uma categoria diferente de funções de rede.

O modelo OSI

Os protocolos tornam essas funções de rede possíveis. Por exemplo, o Protocolo de Internet (IP) é responsável por encaminhar dados indicando de onde os pacotes de dados* vêm e qual é o seu destino. O IP torna possível a comunicação entre redes. Portanto, o IP é considerado um protocolo da camada de rede (camada 3).

Um outro exemplo seria o Protocolo de Controle de Transmissão (TCP), que garante que o transporte de pacotes de dados pelas redes ocorra sem problemas. Assim, o TCP é considerado um protocolo da camada de transporte (camada 4).

*Um pacote é um pequeno segmento de dados; todos os dados enviados por meio de uma rede são divididos em pacotes.

Quais protocolos são executados na camada de rede?

Como descrito acima, o IP é um protocolo da camada de rede responsável pelo roteamento. Mas não é o único protocolo da camada de rede.

IPsec: Segurança de Protocolo de Internet (IPsec) estabelece conexões de IP criptografadas e autenticadas por meio de uma rede privada virtual (VPN). Tecnicamente o IPsec não é um protocolo, mas uma coleção de protocolos que inclui o Protocolo de Encapsulamento de Segurança (ESP), o Cabeçalho de Autenticação (AH) e as Associações de Segurança (SA).

ICMP: o Protocolo de Mensagens de Controle da Internet (ICMP) relata erros e fornece atualizações de status. Por exemplo, se um roteador não conseguir entregar um pacote, ele enviará uma mensagem ICMP de volta à origem do pacote.

IGMP: O Protocolo de Gerenciamento de Grupos da Internet (IGMP) estabelece conexões de uma para muitas redes. O IGMP ajuda a configurar a transmissão multicast, o que significa que vários computadores podem receber pacotes de dados direcionados para um endereço de IP.

Que outros protocolos são usados na internet?

Alguns dos protocolos mais importantes a serem conhecidos são:

TCP: Como descrito acima, o TCP é um protocolo da camada de transporte que garante o envio de dados confiáveis. O TCP se destina a ser usado com o IP e os dois protocolos são frequentemente mencionados juntos como TCP/IP.

HTTP: o Protocolo de Transferência de Hipertexto (HTTP) é a base da Rede Mundial de Computadores, a internet com a qual a maioria dos usuários interage. Ele é utilizado para transferir dados entre dispositivos. O HTTP pertence à camada de aplicação (camada 7), porque deixa os dados com um formato que os aplicativos (como por exemplo, um navegador) podem usar diretamente, sem interpretação adicional. As camadas inferiores do modelo OSI são tratadas pelo sistema operacional de um computador, não pelos aplicativos.

HTTPS: O problema com o HTTP é que ele não é criptografado: qualquer invasor que interceptar uma mensagem HTTP poderá lê-la. O HTTPS (HTTP Seguro) corrige isso criptografando as mensagens HTTP.

TLS/SSL: Transport Layer Security (TLS) é o protocolo que o HTTPS utiliza para criptografia. O TLS era chamado de Secure Sockets Layer (SSL).

UDP: o User Datagram Protocol (UDP) é uma alternativa mais rápida, mas menos confiável, ao TCP na camada de transporte. É frequentemente usado em serviços como streaming de vídeo e jogos, onde a entrega rápida de dados é fundamental.

Quais protocolos os roteadores utilizam?

Os roteadores de rede utilizam determinados protocolos para descobrir os caminhos de rede mais eficientes para outros roteadores. Esses protocolos não são usados para transferir dados de usuários. Protocolos de roteamento de rede importantes incluem:

BGP: o Border Gateway Protocol (BGP) é um protocolo da camada de aplicação que as redes utilizam para transmitir os endereços de IP que controlam. Essa informação permite que os roteadores decidam quais pacotes de dados das redes devem passar a caminho de seus destinos.

EIGRP: o Protocolo Aprimorado de Roteamento de Gateway Interno (EIGRP) identifica as distâncias entre os roteadores. O EIGRP atualiza automaticamente o registro das melhores rotas (chamado de tabela de roteamento) de cada roteador e transmite essas atualizações para outros roteadores dentro da rede.

OSPF: o protocolo Open Shortest Path First (OSPF) calcula as rotas de rede mais eficientes com base em uma série de fatores, incluindo distância e largura de banda.

RIP: o Routing Information Protocol (RIP) é um protocolo de roteamento mais antigo que identifica as distâncias entre os roteadores. O RIP é um protocolo da camada de aplicação.

Como os protocolos são usados nos ataques cibernéticos?

Assim como em qualquer aspecto da computação, os invasores podem explorar a forma como os protocolos de rede funcionam para comprometer ou sobrecarregar os sistemas. Muitos desses protocolos são usados em ataques distribuídos de negação de serviço (DDoS). Por exemplo, em um ataque de inundação SYN, os invasores se aproveitam da forma como o protocolo TCP funciona. Eles enviam pacotes SYN para iniciar repetidamente um handshake TCP com um servidor, até que o servidor seja incapaz de fornecer serviços aos usuários legítimos porque seus recursos estão presos por todas as conexões TCP falsas.

A Cloudflare oferece uma série de soluções para deter esses e outros ataques cibernéticos. O Cloudflare Magic Transit consegue mitigar ataques nas camadas 3, 4, e 7 do modelo OSI. No caso do exemplo de um ataque de inundação SYN, o Cloudflare cuida do processo de handshake TCP em nome do servidor para que os recursos do servidor nunca fiquem sobrecarregados por conexões TCP abertas.