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Introdução

O presente artigo tem como objetivo descrever os protocolos de alta velocidade atualmente utilizados em redes de comunicação de dados e voz. Na primeira parte será feita uma breve explicação do significado e para que são usados os protocolos nas redes de telecomunicações. Após, será feita uma descrição e análise dos principais pontos que devem ser levados em conta na implementação dos protocolos de alta velocidade, comparando-se as diferenças fundamentais nas características técnicas dos protocolos atuais e o que deles pode ser aproveitado para se implementar os protocolos de alta velocidade. Após, será feita uma descrição individual dos principais protocolos de alta velocidade utilizados nas redes atuais.

Protocolos de Comunicação

Da experiência obtida no projeto de redes de telecomunicações, vários princípios surgiram, possibilitando que novos projetos fossem desenvolvidos de uma forma mais estruturada que os anteriores. Dentre estes princípios se destaca a idéia de estruturar a rede como um conjunto de camadas hierárquicas, cada uma sendo construída utilizando as funções e serviços oferecidos pelas camadas inferiores.

Cada camada deve ser pensada como um programa ou processo implementado por hardware ou software que se comunica com o processo correspondente na outra máquina. As regras que governam a conversação de um nível N qualquer são chamadas de protocolo de nível N.

Figura 1 - Funções em Camadas

O projeto de protocolos em níveis é a maneira mais eficiente de se estruturar uma rede. Uma vez definida claramente a interface entre os diversos níveis, uma alteração na implementação de um nível pode ser realizada sem causar impacto na estrutura global.

Figura 2 - Pontos de Acessos aos Serviços entre Camadas

Para permitir o intercâmbio de informações entre computadores de fabricantes distintos tornou-se necessário definir uma arquitetura única. E para garantir que nenhum fabricante levasse vantagem em relação aos outros a arquitetura teria que ser aberta e pública. Foi com esse objetivo que a International Organization for Standardization (ISO) definiu o modelo denominado Reference Model for Open Systems (OSI) [ISO 84, ISO 92], que propõe uma estrutura com sete níveis como referência para a arquitetura dos protocolos de redes de computadores.

Embora o modelo OSI da ISO possa ser usado tanto em redes de longa distância quanto em redes locais, ele foi, em principio, pensado para o uso em redes de longa distância.

As organizações internacionais

As organizações internacionais importantes para o tópico de redes de computadores são:

-      ISO (International Organization for Standardization)

-      IEC (International Electrotechnical Commission)

-      ITU-T (International Telecommunications Union) : Responsável final pelas recomendações sobre as RDSI (Redes Digitais de Serviços Integrados, no inglês ISDN).

-      CCIR (Comité Consultatif International des Radiocommunications).

-      JTC 1 (Joint Technical Committee 1) : Responsável final pela padronização de LANs e MANs.

-      IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineering) : Importante na definição de padrões para redes locais de computadores, que submete suas propostas através da ANSI.

-      ANSI : É um dos órgãos mais importantes no estudo de redes. O instituto é estruturado em campos técnicos independentes, denominados ASCs (Accredited Standards Commitees).

As camadas OSI de protocolos definidas pela ISO

Modelo OSI possui sete níveis hierárquicos de protocolos:

Figura 3 - As 7 camadas OSI

-      Nível Físico - Fornece características mecânicas, elétricas e funcionais para habilitar, manter e desabilitar conexões em entidades de nível de enlace;

-      Nível de Enlace - Detecta e corrige erros que possam ocorrer no nível físico. Faz controle de fluxo para evitar que o receptor receba mais dados do que possa processar.

-      Nível de Rede - Fornece ao nível de transporte uma independência quanto a considerações de chaveamento e roteamento associadas ao estabelecimento e operação de uma conexão em rede.

-      Nível de Transporte - É a garantia de que um pacote chegue ao seu destino, isolando os níveis superiores para a transmissão de rede. Possui três importantes funções: Multiplexação, Splitting e Controle de Fluxo.

-      Nível de Sessão - Permite estruturar os circuitos oferecidos pelo nível de transporte. Fornece serviços como Token, controle de diálogo e gerenciamento de atividades.

-      Nível de Apresentação - Sua função é de realizar transformações adequadas, antes de seu envio ao nível de sessão. Faz criptografia, conversão de padrões de terminais e arquivos para padrão de rede e vice versa, transformação e formatação de dados, seleção de sintaxes e estabelecimento de manutenção de conexões de aplicação.

-      Nível de aplicação - São definidas funções de gerenciamento e mecanismos genéricos que servem de suporte a aplicações distribuídas.

Figura 4 - Protocolos de Comunicação

Funções dos protocolos

Através do protocolo, as fases de estabelecimento, controle, tráfego e encerramento, componentes da troca de informações são sistematizadas. O protocolo desempenha as seguintes funções :

-      Definição das unidades a serem trocadas entre as partes comunicantes;

-      Definição do formato destas unidades;

-      Endereçamento: especificação clara do ponto de destino da mensagem;

-      Numeração e seqüência: individualização de cada mensagem através de número  seqüencial;

-      Estabelecimento da conexão: estabelecimento de um canal lógico fechado entre fonte e destino;

-      Confirmação de recebimento : confirmação do destinatário, com ou sem erro, após cada segmento de  mensagem enviado;

-      Controle de erro : detecção e correção de erros;

-      Retransmissão : repetição da mensagem enviada a cada recepção incorreta;

-      Conversão de código : adequação do código às características do destinatário;

-      Controle de fluxo : manutenção de fluxos compatíveis com os recursos disponíveis;

Demanda por mais banda na Evolução das aplicações

Assim como a evolução das aplicações demandam uma evolução tecnológica do hardware das estações de trabalho, novas aplicações em rede, bem como a evolução de sistemas mais antigos feitos para funcionamento em rede, geram uma necessidade cada vez maior de banda passante de rede para poderem funcionar a contento.

Como alguns exemplos, temos sistemas de engenharia e modelagem científica, transferência eletrônica de documentos (EDI), Intranet, Backup em rede, Vídeo Conferência, etc. Alguns destes sistemas e tecnologias são relativamente recentes e, dependendo da configuração dos sistemas e do seu tamanho, não podem funcionar a contento em redes de 10 ou 16 Mbits/s.