O que é TCP/IP, como funciona e qual sua importância

O que é o TCP/IP?

TCP/IP (sigla para Transmission Control Protocol/Internet Protocol ou Protocolo de Controle de Transmissão/Protocolo de Internet em uma tradução livre) é um conjunto de protocolos de rede que definem quais são as exigências para a transferência de dados online de forma segura e eficiente.

O TCP/IP interconecta os dispositivos na rede ao quebrar os dados em pacotes menores, designando um endereço de IP para cada um deles e fazendo o roteamento através de diferentes redes, cada um ao seu destino definido. Nesse processo, o TCP é responsável por quebrar esses pacotes, fazer o envio deles e a remontagem no destino, enquanto o endereço de IP garante que os dados são enviados aos dispositivos corretos.

Uma VPN funciona com algoritmos de roteamento do TCP/IP ao estabelecer um túnel protegido e seguro entre o cliente e o servidor VPN, encapsulando os pacotes TCP/IP, criptografando-os e fazendo o roteamento deles pela internet, o que garante a proteção de dados.

Como o protocolo TCP/IP funciona?

O protocolo TCP/IP funciona de acordo com o modelo de comunicação entre clientes e servidores, no qual os dispositivos clientes recebem os serviços oferecidos pelos dispositivos servidores. A principal função do TCP/IP é transmitir mensagens com precisão entre os dispositivos que fazem parte de uma rede.

Para garantir o máximo de precisão, as mensagens são quebradas em pacotes de dados menores, pequenos bits de informações com cabeçalhos anexados para realizar o encaminhamento deles pela rede. Se algum pacote individual for corrompido durante o caminho, não há necessidade de reenviar a mensagem inteira porque o sistema simplesmente envia o pacote específico novamente.

O modelo TCP/IP é responsável por transferir os dados entre dois dispositivos. Mas por que só dois? Bem, diferente do que a contece com ondas de rádio, os dados da internet não são só uma transmissão para quem quer que esteja ouvindo. Memso quando milhares de computadores compartilham dados ao mesmo tempo, só dois dispositivos participam de qualquer troca de dados. Quando você usa seu celular para acessar um site, por exemplo, é ele que se comunica com o serivdor que hospeda o site, e não com todos os outros dispositivos que também estão acessando o mesmo servidor.

Outro ponto fundamental para entender como os protocolos de TCP/IP funcionam é o three-way handshake (ou aperto de mão triplo em uma tradução direta) SYN, SYN-ACK e ACK, que é um processo de estabelecimento de conexão TCP que acontece da seguinte forma:

1. 1.SYN (Synchronize): o cliente começa a conexão enviando um pacote SYN para o servidor com uma sequência numérica aleatória.
2. 2.SYN-ACK (Synchronize-Acknowledge): depois de receber o SYN, o servidor responde com um pacote SUN-ACK, reconhecendo o SYN enviado pelo cliente e incluindo outra sequência numérica aleatória e um número de reconhecimento e identificação (geralmente formado pela sequência numérica do cliente + 1).
3. 3.ACK (Acknowledge): e, para finalizar o processo, o cliente envia um pacote ACK para o servidor, reconhecendo o SYN-ACK enviado pelo servidor e incluindo um número de reconhecimento (a sequência numérica do servidor +1).

Agora que você já sabe como o TCP/IP funciona, vamos entender melhor quais as principais diferenças entre ele e outros métodos de estabelecimento de fluxo de dados.

Quais as diferenças entre TCP e UDP?

O UDP (User Datagram Protocol) é outro tipo de protocolo. Os principais pontos de diferença entre o UDP e o TCP é que o UDP é mais rápido, criado especificamente para facilitar o estabelecimento de conexões e que prioriza velocidade e eficiência. O TCP, por outro lado, é menos rápido, mas entrega mais segurança e confiabilidade.

Serviços de VPN podem usar os dois tipos de protocolo, dependendo das necessidades de segurança e velocidade dos clientes.

Quais as diferenças entre TCP e IP?

TCP e IP são dois protocolos-chave usados para permitir o fluxo de dados pela internet. IP (Internet Protocol, ou Protocolo de Internet) designa endereços aos pacotes de dados e os envia para os destinos corretos, mas não garante a entrega deles.

Resumindo, o IP lida com a parte do destino da informação e o TCP é responsável pela parte de como a informação vai chegar a esse destino, garantindo que os pacotes de dados sejam enviados de forma segura e na ordem correta.

Elementos fundamentais do TCP

O TCP tem alguns elementos-chave que fazem dele um conjunto de protocolos fundamentais para a conectividade como nósa conhecemos:

• Confiabilidade: o modelo TCP/IP é extremamente confiável, principalmente porque estabelece processos claros e bem estruturados para garantir o fluxo de informações pela internet.
• Controle de congestão: ao organizar o envio e recebimento de dados, o TCP/IP é fundamental para garantir o fluxo de informações e evitar congestionamentos e perdas nas redes.
• Mecanismos de controle de erro: com várias camadas e processos, o TCP/IP garante a identificação e a resolução de diversos tipos de erros e falhas nos processos.

Os usos mais comuns do TCP nas atividades do dia a dia na internet

O modelo TCP faz parte do nosso cotidiano de uma forma mais ampla do que nós imaginamos, do uso de redes sociais, consumo de conteúdo de streaming e envio de mensagens até tarefas complexas no trabalho.

Aqui estão alguns exemplos de como esse modelo faz parte das atividades online no nosso dia a dia:

• Navegação na web
• Envio e recebimento de e-mails
• Streaming de vídeos e jogos online
• Uso de redes sociais
• Configuração de redes
• Compartilhamento de arquivos

Esses são só alguns exemplos para ilustrar o quanto esse modelo é parte fundamental da própria internet, mas a lista é muito maior.

As quatro camadas do TCP/IP

Os protocolos de TCP/IP operam em quatro camadas. Esse sistema estabelece como o modelo TCP/IP funciona e garante que dispositivos e apps diferentes possam se comunicar e transferir dados de forma eficiente.

Essas são as quatro camadas do TCP/IP:

1. Camada de aplicação

A camada primária inclui os protocolos de aplicação. É a camada com a qual os usuários têm mais facilidade de interagir, já que os protocolos que a compõem são construídos e incluídos em seus apps (daí o nome camada de aplicação, ou camada de aplicativo). Programas de e-mail, por exemplo, possuem o SMTP (Simple Mail Transfer Protocol, ou protocolo simples de transferência de correspondência) e navegadores web usam o HTTP (Hypertext Transfer Protocol, ou protocolo de transferência de hipertexto).

Outros protocolos de camada comuns são o FTP (File Transfer Protocol, ou protocolo de transferência e arquivos), o SNMP (Simple Network Management Protocol, ou protocolo simples de gerenciamento de rede) e o DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol, ou protocolo dinâmico de configuração de host).

2. Camada de transporte

A camada de transporte é responsável pelo deslocamento dos dados. Ela inclui o TCP e o UDP. O UDP é um protocolo mais simples que o TCP e geralmente é usado por aplicativos em tempo real que não precisam de um nível de segurança tão elevado quanto o de outros tipos de dados e que precisam focar em velocidade e desempenho.

O TCP estabelece a conexão entre as duas redes e quebra os dados em pacotes de partes menores para garantir mais eficiência. O TCP também adiciona as regras de remontagem para cada pacote para que os dados sejam reorganizados na ordem correta depois da conclusão da transferência.

3. Camada de Internet

Os protocolos da camada de internet incluem o IP e o ARP (Address Resolution Protocol, ou protocolo de resolução de endereço), além do IGMP (Internet Group Management Protocol, ou protocolo de gerenciamento de grupo de internet) e do ICMP (Internet Control Message Protocol, ou protocolo de mensagem de controle da internet). A camada de internet gerencia o movimento dos pacotes de dados entre as redes.

4. Camada de datalink

A camada de datalink (ligação de dados) é a mais profunda entre as quatro camadas que formam o TCP/IP e também pode ser chamada de camada de interface de rede. A função dela é assegurar não só a chegada dos dados ao endereço IP correto, mas também identificar o dispositivo certo dentro da rede (como a conexão entre o seu smartphone e o roteador da sua casa, por exemplo). Esse processo envolve identificar o endereço MAC do dispositivo desejado e gerenciar a transferência de dados através dos cabos Ethernet e do sinal de Wi-Fi.

TCP/IP e o modelo OSI

A diferença entre o TCP/IP e o OSI é a diferença entre a prática e a teoria. O TCP/IP é um conjunto de protocolos práticos, enquanto o OSI é um modelo conceitual, compreensivo e independente de protocolos. Em outros termos, o TCP/IP usa protocolos padronizados para lidar com os desafios das comunicações todos os dias, enquanto o OSI fornece um padrão para múltiplos métodos de comunicação.

Tanto o TCP/IP quanto o OSI são modelos que usam camadas para categorizar as operações, com uma sobreposição considerável em termos de funcionalidade. Por exemplo: as camadas de rede e de transporte executam papéis idênticos nos dois modelos. Mas, enquanto o modelo TCP/IP é composto de apenas quatro camadas, o modelo OSI possui sete. Os cabeçalhos TCP/IP possuem 20 bytes de tamanho, enquanto os cabeçalhos do OSI possuem apenas 5 bytes.

Só que o TCP/IP e o OSI possuem menos diferenças do que semelhanças. Os dois são modelos lógicos que usam sistemas em camadas para definir como os pacotes de dados viajam pelas redes.

Para entender melhor as principais diferenças entre TCP/IP e OSI, vamos dar uma olhada na tabela abaixo:

Vantagens do modelo TCP/IP

O TCP/IP é muito popular principalmente por oferecer vários benefícios em termos de comunicação, como:

• Funciona em diferentes dispositivos e tipos de software. Como o TCP/IP é um conjunto de protocolos padronizados, ele permite que dispositivos diferentes se comuniquem de maneira fluída entre si. As especificações do modelo de protocolos TCP/IP são disponibilizadas publicamente, então é muito fácil implementar soluções compatíveis com elas.

• Aceitação global. O TCP/IP é muito popular porque é muito útil e, ao mesmo tempo, é muito útil porque é muito popular. O TCP/IP forma a base da própria internet e sua prevalência global permite que dispositivos do mundo inteiro possam se comunicar uns com os outros com facilidade.

• Fácil de escalonar. A capacidade de adicionar novos serviços e dispositivos às infraestruturas é um elemento chave para expandir as redes, o que inclui a maior de todas, que é a própria internet. Isso dá ao TCP/IP uma ótima característica de facilidade de ampliar as redes.

• Flexibilidade. O modelo TCP/IP não é conectado a um tipo específico de rede física. Na verdade, ele pode se adaptar facilmente a vários tipos de tecnologias de rede (como Ethernet ou Wi-Fi, por exemplo).

Desvantagens do modelo TCP/IP

Como nem tudo é perfeito, os protocolos TCP/IP também possuem pontos negativos que precisam ser levados em conta:

• Configuração difícil. o modelo TCP/IP é flexível e fácil de ampliar, mas não é tão fácil de configurar, principalmente para usuários mais leigos. A arquitetura estruturada em camadas pode dificultar a resolução de problemas, por exemplo.

• Alto consumo de largura de banda. O modelo TCP/IP adiciona cabeçalhos e reconhecimentos extras a cada pacote de dados para garantir a estabilidade das comunicações, além de aguardar a confirmação de recebimento e fazer a retransmissão de pacotes perdidos ou corrompidos. Apesar de essas medidas tornarem o TCP/IP bastante confiável e eficiente, isso também causa aumento na latência e no consumo de largura de banda, o que pode impactar negativamente a velocidade de conexão.

• Falta de otimização para redes pequenas. Originalmente, o TCP/IP foi projetado para redes mais amplas (WAN). Como resultado, ele não é tão bom para redes menores e locais (LAN), nem redes pessoais (PAN).

• Dificuldade de adaptação. apesar de ser bastante dinâmico, ironicamente o modelo TCP/IP não tem tanta facilidade de se adaptar. Como ele não separa claramente os conceitos de serviços, interfaces e protocolos, o TCP/IP tem dificuldades quando se trata de descrever novas tecnologias nas redes, o que torna o processo de adaptação mais difícil.

O TCP/IP é seguro? Preocupações relacionadas à privacidade e segurança

Uma coisa importante que temos que levar em conta é que o TCP/IP nunca é privado. As empresas podem coletar, identificar e rastrear endereços de IP que passam pelos servidores delas. E é importante se lembrar de que, todas as vezes que você fica online, seu provedor de serviços de internet (ISP) pode ver o que você faz e vender seus históricos de navegação para terceiros, inclusive para anunciantes.

Um jeito de evitar isso é usar uma VPN. Enquanto os protocolos TCP/IP realizam os propósitos deles, a NordVPN vai criptografar e redirecionar o tráfego da sua rede através de um servidor VPN. Os protocolos VPN garantem segurança, dinamismo e um nível de privacidade maior que o oferecido pelos protocolos TCP/IP.

A NordVPN garante que sua navegação seja dinâmica, rápida e segura, e nem seu provedor de internet vai conseguir armazenar seus dados e visualizar suas atividades online.

A NordVPN também conta com a Proteção Contra Ameaças Pro™, que ajuda a identificar arquivos infectados com malware, sites maliciosos e propagandas invasivas, além de bloquear rastreadores que prejudicam sua privacidade, oferecendo proteção de dados e mais segurança para a sua navegação.

Como as VPNs melhoram a segurança TCP

Os serviços de VPN criptografam o tráfego TCP e previnem a interceptação das suas informações e atividades, tornando-o mais privativo e seguro e menos exposto.

Os protocolos usados pela NordVPN, por exemplo, garantem mais privacidade para a sua conexão mesmo enquanto usam o TCP, que por natureza é mais exposto a terceiros, como seu provedor de internet.

A NordVPN conta com protocolos que são compatíveis com TCP, como o OpenVPN, que pode ser usado tanto em portas TCP quanto em portas UDP e conta com criptografia robusta do tipo AES-256-GCM.

As vulnerabilidades do TCP e como proteger seus dados

Apesar de ser bem confiável, existem alguns riscos envolvendo o uso do TCP e algumas vulnerabilidades que precisam ser consideradas, como:

• Ataques de spoofing (spoofing de IP e spoofing de DNS): os ataques de spoofing são disfarçar uma comunicação ou identidade para fazer com que ela pareça confiável e segura. Eles envolvem ataques de phishing para coletar informações das vítimas e cometer diversas fraudes. Como os protocolos TCP não oferecem um nível de privacidade forte o suficiente para barrar esses ataques, os cibercriminosos podem interceptar as conexões, o que facilita essas táticas maliciosas.
• Interceptação de dados: como o TCP não oferece criptografia aos fluxos de dados das redes, é muito fácil que terceiros e agentes não autorizados consigam visualizar e interceptar as atividades na rede, o que favorece diversos ataques aos usuários.
• Ataques DDoS baseados em TCP: os ataques de DDoS (Distributed Denial of Service, ou distribuição de negação de serviço) podem explorar o processo de verificação do TCP para sobrecarregar um sistema, já que o TCP trabalha com várias etapas e processos para estabelecer as comunicações entre clientes e servidores, o que pode causar sobrecargas ocasionadas por esses ciberataques, gerando congestionamentos de rede e até a interrupção de serviços inteiros.

Para se prevenir contra esses tipos de ciberataques, é importante garantir maior proteção com um bom firewall, DNS privado, um serviço VPN profissional e proteção HTTPS, passos que ajudam a melhorar a filtragem da rede, garantem mais privacidade e segurança no geral, diminuindo os riscos oferecidos por esses e outros ciberataques.