CCNA1-11 - Camada de Transporte TCPIP e camada de Aplicacaoltodi.est.ips.pt/redescomp/Downloads/Diapositivos/CCNA1-11 - Camada... · CCNA 1 Conceitos Básicos de Redes Módulo 11

CCNA 1CCNA 1Conceitos Básicos de Redes

Módulo 11Módulo 11Camada de Transporte TCP/IPCamada de Transporte TCP/IP

Camada de AplicaçãoCamada de Aplicação

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Camada de Transporte TCP/IP

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Introdução à Camada de TransporteIntrodução à Camada de TransporteIntrodução à Camada de TransporteIntrodução à Camada de TransporteIntrodução à Camada de TransporteIntrodução à Camada de TransporteIntrodução à Camada de TransporteIntrodução à Camada de Transporte

As responsabilidades principais da camada de transporte são o transporte e regular do fluxo de informação da origem até ao destino de uma forma fiável e precisa.

O controlo extremo-a-extremo e a fiabilidade são proporcionados por janelas deslizantes, números de sequência e confirmações.

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Introdução à Camada de TransporteIntrodução à Camada de TransporteIntrodução à Camada de TransporteIntrodução à Camada de TransporteIntrodução à Camada de TransporteIntrodução à Camada de TransporteIntrodução à Camada de TransporteIntrodução à Camada de Transporte

Funções do nível de Transporte.Garantir que os segmentos são entregues são

confirmados.Retransmitir os segmentos que não foram

confirmados.Colocar os segmentos na sequência correcta no

destino.Fornecer mecanismos de prevenção e controlo de

congestão.O TCP/IP é uma combinação de dois protocolos:

O IP opera na camada 3 e é um protocolo sem ligação que oferece um serviço de entrega de melhor esforço.

O TCP opera na camada 4 e é um serviço orientada à ligação que oferece controlo de fluxo e fiabilidade.

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Controlo de fluxoControlo de fluxoControlo de fluxoControlo de fluxoControlo de fluxoControlo de fluxoControlo de fluxoControlo de fluxoÀ medida que a camada de transporte envia segmentos procura garantir que estes não sejam perdidos.

Um receptor lento pode levar à perda de segmentos.Se a memória disponível para guardar segmentos no

receptor se esgotar, o receptor é forçado a descartá-los.O controlo de fluxo evita que um emissor rápido

sobrecarregue os buffers de um receptor lento.O TCP fornece mecanismos para controlo de fluxo.

Os dois hosts estabelecem uma taxa de transferência de dados satisfatória para ambos.

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Estabelecimento, manutenção e finalização de sessõesEstabelecimento, manutenção e finalização de sessõesEstabelecimento, manutenção e finalização de sessõesEstabelecimento, manutenção e finalização de sessõesEstabelecimento, manutenção e finalização de sessõesEstabelecimento, manutenção e finalização de sessõesEstabelecimento, manutenção e finalização de sessõesEstabelecimento, manutenção e finalização de sessões

MultiplexagemVárias aplicações podem enviar segmentos

A camada de Transporte vai utilizar a política primeiro a chegar, primeiro a ser servido.

Os segmentos que cheguem primeiro serão os primeiros a serem processados.

Estes segmentos podem ser encaminhados para o mesmo ou diferentes destinos.

Várias aplicações podem partilhar a mesma ligação de transporte.

Este processo é conhecido como multiplexagem.

Transporte

Sessão

Apresentação

AplicaçãoCorreio

ElectrónicoTransferência de Ficheiros

BrowserWeb

Cabeçalho Info Cabeçalho Info

Segmentos

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Estabelecimento de ligações

Uma função da camada de Transporte é o estabelecimento de sessões orientadas à ligação.

Para se iniciar a transferência de informação é necessário o estabelecimento de uma ligação.

Os níveis de Transporte nos dois extremos comunicantes trocam mensagens através da rede para verificar se a transferência é autorizada por ambos.

Depois de estabelecida a ligação, pode-se começar a trocar informação na forma de segmentos.

Os dois extremos continuam a comunicar de modo a verificarem se os segmentos são recebidos correctamente.

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Estabelecimento de ligaçõesA primeira mensagem solicita sincronização.

A segunda mensagem confirma o pedido inicial de sincronização e envia parâmetros de sincronização.

A terceira mensagem é uma confirmação que informa o destinatário que ambos os extremos concordam com o estabelecimento da ligação.

Depois da ligação ter sido estabelecida pode ter inicio a transferência de informação.

Emissor Receptor

Synchronize

Synchronize

Acknowledge

Negociação da ligação

Troca de Segmentos

Ligação estabelecida

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A congestão pode ocorrer por duas razões:Um computador pode gerar tráfego a um ritmo mais

rápido do que aquele que a rede consegue transferir.Se muitos computadores necessitam simultaneamente

de enviar datagramas para um único destino.O destinatário pode ficar congestionado.

Neste caso o problema não tem uma única fonte.

Quando chegam datagramas demasiado depressa a um host ou router, estes são guardados temporariamente na memória.

Se o tráfego continuar, o host ou router eventualmente esgotará a sua memória e terá que descartar datagramas adicionais que chegarem.

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HandshakeHandshakeHandshakeHandshake triplotriplotriplotriploHandshakeHandshakeHandshakeHandshake triplotriplotriplotriploO TCP é um protocolo orientado à ligação.

Requer o estabelecimento de uma ligação antes do começo da transferência de dados.

Para o estabelecimento de uma ligação, os dois hostsdevem sincronizar os seus ISNs (Initial SequenceNumber).

A sincronização é feita através da troca de segmentos de estabelecimento de ligação chamados SYN.

A sincronização requer que cada extremo comunicante envie o seu número de sequência inicial e que receba uma confirmação (ACK).

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HandshakeHandshakeHandshakeHandshake triplotriplotriplotriploHandshakeHandshakeHandshakeHandshake triplotriplotriplotriplo

Estabelecimento de ligaçõesPrimeiro segmento (SYN):

indica que o nº de sequência inicial é 100.Segundo segmento (SYN + ACK):

confirma a recepção do primeiro segmento;indica que o seu nº de sequência é 300;o próximo octeto que está à espera de receber

tem o nº de sequência 101.

SYN (seq=100)

SYN, ACK(seq=300, ack=101)

ACK(seq=101, ack=301)

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HandshakeHandshakeHandshakeHandshake triplotriplotriplotriploHandshakeHandshakeHandshakeHandshake triplotriplotriplotriplo

Estabelecimento de ligaçõesTerceiro segmento (ACK):

confirma a recepção do segundo segmento;indica que o seu nº de sequência é 101;o próximo octeto que está à espera de receber

tem o nº de sequência 301.

SYN (seq=100)

SYN, ACK(seq=300, ack=101)

ACK(seq=101, ack=301)

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JanelasJanelasJanelasJanelasJanelasJanelasJanelasJanelasOs pacotes de informação devem ser entregues à aplicação na mesma ordem com que foram transmitidos.

Os problemas ocorrem quando existem pacotes perdidos, danificados, duplicados ou recebidos fora de ordem.

Uma solução fácil é o de se emitir um novo segmento só depois de confirmado o anterior.

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JanelasJanelasJanelasJanelasJanelasJanelasJanelasJanelasSe um emissor tiver de esperar por um ACK depois de emitir cada pacote, o débito será muito baixo.

Para se melhorar o desempenho, é permitido o envio de mais do que um segmento enquanto se espera por uma confirmação.

O número de segmentos que o emissor pode enviar antes de receber um ACK é denominado window size ou window.

As mensagens ACK do TCP indicam o número do próximo pacote que estão à espera e não o último que receberam.

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Janela AnunciadaJanela AnunciadaJanela AnunciadaJanela AnunciadaJanela AnunciadaJanela AnunciadaJanela AnunciadaJanela AnunciadaA dimensão da janela é negociada dinamicamente.

Cada ACK indica a dimensão da janela que especifica o número de octetos que o receptor pode receber.

Com uma janela de 3, o emissor pode enviar e octetos, o emissor deve então esperar por um ACK.

Se o destino receber os 3 octetos, envia um ACK.

O emissor pode enviar mais 3 octetos.

Se o emissor não receber a confirmação, os octetos têm de ser retransmitidos.

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Janela AnunciadaJanela AnunciadaJanela AnunciadaJanela AnunciadaJanela AnunciadaJanela AnunciadaJanela AnunciadaJanela AnunciadaNa figura o emissor envia três segmentos enquanto o receptor anuncia uma janela de 2.

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ConfirmaçõesConfirmaçõesConfirmaçõesConfirmaçõesConfirmaçõesConfirmaçõesConfirmaçõesConfirmaçõesO TCP utiliza confirmação positiva com retransmissão.

O emissor guarda uma cópia dos segmentos enviados e de que ainda não recebeu confirmação.

O emissor inicia uma temporização quando envia um segmento.

Se a temporização expirar antes de receber a confirmação o segmento é retransmitido.

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TransmissionTransmissionTransmissionTransmission ControlControlControlControl ProtocolProtocolProtocolProtocol - TCPTCPTCPTCPTransmissionTransmissionTransmissionTransmission ControlControlControlControl ProtocolProtocolProtocolProtocol - TCPTCPTCPTCPO TCP é um protocolo de transporte orientado à ligação que fornece uma transmissão de dados full-duplex fiável.

Os seguintes protocolos utilizam TCP:

FTP

HTTP

SMTP

Telnet

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Formato dos Segmentos TCPFormato dos Segmentos TCPFormato dos Segmentos TCPFormato dos Segmentos TCPFormato dos Segmentos TCPFormato dos Segmentos TCPFormato dos Segmentos TCPFormato dos Segmentos TCP

Source Port e Destination PortNúmeros dos portos que identificam as aplicações nos

extremos da ligação.Sequence Number

Identifica o segmento dentro do fluxo de dados enviado pelo emissor.

Acknowledgment Numberidentifica o número do octeto que a fonte espera receber a

seguir.

Source Port (16)0

Destination Port (16)

Sequence Number (32)

Acknowledgement Number (32)

4 10 15 16 24 31

Hlen (4) Reserved (6) Code Bits(6) Window (16)

Chechsum (16) Urgent Pointer (16)

Options (if any)

Data

20 octetos

20

Formato dos Segmentos TCPFormato dos Segmentos TCPFormato dos Segmentos TCPFormato dos Segmentos TCPFormato dos Segmentos TCPFormato dos Segmentos TCPFormato dos Segmentos TCPFormato dos Segmentos TCPHlen

Contém a dimensão do cabeçalho do segmento em múltiplos de 32 bits.

Code Bits

WindowNúmero de octetos que o emissor pode aceitar (valor da

Janela Anunciada).Checksum

Valor para verificação da integridade do cabeçalho e dados.

Urgent PointerIndica o fim da Urgent Data.

Bit Significado se igual a 1URGACKPSHRSTSYNFIN

O campo Urgent Pointer é válidoO campo Acknowledgement Number é válido

Este segmento pede um pushReinicia a comunicação

Sincroniza os números de sequênciaO emissor chegou ao fim do fluxo de informação

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Segmentos TCPSegmentos TCPSegmentos TCPSegmentos TCPSegmentos TCPSegmentos TCPSegmentos TCPSegmentos TCPOptions

Campo com indicações opcionais.Uma opção normalmente definida é a dimensão

máxima dos segmentos.Data

Informação das aplicações.Window

Número de octetos que o emissor pode aceitar (valor da Janela Anunciada).

ChecksumValor para verificação da integridade do cabeçalho e

dados.

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Segmentos TCPSegmentos TCPSegmentos TCPSegmentos TCPSegmentos TCPSegmentos TCPSegmentos TCPSegmentos TCPUrgent Pointer

Indica o fim da Urgent Data.Options

Campo com indicações opcionais.Uma opção normalmente definida é a dimensão

máxima dos segmentos.Data

Informação das aplicações.

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UserUserUserUser DatagramDatagramDatagramDatagram ProtocolProtocolProtocolProtocol ---- UDPUDPUDPUDPUserUserUserUser DatagramDatagramDatagramDatagram ProtocolProtocolProtocolProtocol ---- UDPUDPUDPUDPO UDP é um protocolo simples que troca datagramas sem garantia de entrega.

Confia aos protocolos das camadas superiores o tratamento de erros e a retransmissão de informação.

Não utiliza janelas nem confirmações (ACKs).

A fiabilidade é garantida pelos protocolos da camada de Aplicação.

Os seguintes protocolos utilizam UDP:

TFTP

SNMP

DHCP

DNS

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Formato dos Segmentos UDPFormato dos Segmentos UDPFormato dos Segmentos UDPFormato dos Segmentos UDPFormato dos Segmentos UDPFormato dos Segmentos UDPFormato dos Segmentos UDPFormato dos Segmentos UDP

Source Port e Destination Port

Números dos portos que identificam as aplicações nos extremos da ligação.

Message Lenght

Número de octetos do cabeçalho e de informação.

Checksum

Valor para verificação da integridade do cabeçalho e dados.

Data

Informação das aplicações.

Source Port (16)0

Destination Port (16)15 16 31

Message Lenght (16) Checksum (16)

Data

8 octetos

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Números de Portos TCP e UDPNúmeros de Portos TCP e UDPNúmeros de Portos TCP e UDPNúmeros de Portos TCP e UDPNúmeros de Portos TCP e UDPNúmeros de Portos TCP e UDPNúmeros de Portos TCP e UDPNúmeros de Portos TCP e UDPTanto o TCP como o UDP utilizam números de porto para passar informação às camadas superiores.

As aplicações utilizam números de porto bem conhecidos que são atribuídos pela IANA (Internet Assigned NumbersAuthority).

FTP

Porto 20 - transferência de informação

Porto 21 - controlo

Conversações que não envolvam aplicações com números de porto bem conhecidos:

os números de porto são atribuídos de um modo dinâmico e aleatório.

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Números de Portos TCP e UDPNúmeros de Portos TCP e UDPNúmeros de Portos TCP e UDPNúmeros de Portos TCP e UDPNúmeros de Portos TCP e UDPNúmeros de Portos TCP e UDPNúmeros de Portos TCP e UDPNúmeros de Portos TCP e UDPOs números de porto têm as seguintes gamas de atribuição:

Números abaixo de 1024 são considerados números de porto bem conhecidos.

Números acima de 1024 são números de porto atribuídos dinamicamente.

Números de porto registados são para aplicações especificas de fabricantes.

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Camada de Aplicação

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Camada de Aplicação TCP/IPCamada de Aplicação TCP/IPCamada de Aplicação TCP/IPCamada de Aplicação TCP/IPCamada de Aplicação TCP/IPCamada de Aplicação TCP/IPCamada de Aplicação TCP/IPCamada de Aplicação TCP/IPAs camadas de sessão, apresentação e aplicação do modelo OSI são agrupadas na camada de aplicação do modelo TCP/IP.

Rede

Acesso à Rede

Transporte

Aplicação

Transferência de ficheirosTFTP *FTP *NFS

E-mailSMTP

Login RemotoTelnet *rlogin

Gestão de RedesSNMP *

Gestão de NomesDNS *

* utilizado pelos routers

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DomainDomainDomainDomain NameNameNameName SystemSystemSystemSystem ---- DNSDNSDNSDNSDomainDomainDomainDomain NameNameNameName SystemSystemSystemSystem ---- DNSDNSDNSDNSUm dos problemas da Internet é a associação dos endereços correctos aos sites.

É muito fácil esquecer um endereço IP de um determinado site, porque não há nada associe o conteúdo de um site ao seu endereço.

Foi desenvolvido um sistema de nomes de domínio para associar os conteúdos dos sites aos seus endereços.

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DomainDomainDomainDomain NameNameNameName SystemSystemSystemSystem ---- DNSDNSDNSDNSDomainDomainDomainDomain NameNameNameName SystemSystemSystemSystem ---- DNSDNSDNSDNSO Domain Name System (DNS) é o sistema utilizado na Internet para converter nomes de domínios e seus nós de rede anunciados publicamente em endereços IP.

Um domínio é um grupo de computadores associados por sua localização geográfica ou pelo seu tipo de negócio.

Um nome de domínio é uma cadeia de caracteres, números ou ambos.

Existem mais de 200 domínios de nível superior na Internet, cujos exemplos incluem:

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DomainDomainDomainDomain NameNameNameName SystemSystemSystemSystem ---- DNSDNSDNSDNSDomainDomainDomainDomain NameNameNameName SystemSystemSystemSystem ---- DNSDNSDNSDNSExistem mais de 200 domínios de nível superior na Internet.

.us: Estados Unidos

.uk: Reino Unido

.pt: Portugal

Existem também nomes genéricos:

.edu: sites educacionais

.com: sites comerciais

.gov: sites governamentais

.org: sites não-profissionais

.net: serviço de rede

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Fite Fite Fite Fite TransferTransferTransferTransfer ProtocolProtocolProtocolProtocol ---- FTPFTPFTPFTPFite Fite Fite Fite TransferTransferTransferTransfer ProtocolProtocolProtocolProtocol ---- FTPFTPFTPFTPO FTP é um serviço de transferência de ficheiros fiável, orientado à ligação que utiliza TCP.

Sessão FTP:

primeiro é estabelecida uma ligação de controlo entre o cliente e o servidor;

em seguida é estabelecida uma segunda ligação para a transferência do conteúdo do ficheiro.

A transferência pode ocorrer em modo ASCII ou binário.

Quando a transferência é concluída, a ligação da informação é automaticamente finalizada.

A ligação de controlo é fechada quando o utilizador encerra a sessão.

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Trivial Fite Trivial Fite Trivial Fite Trivial Fite TransferTransferTransferTransfer ProtocolProtocolProtocolProtocol ---- TFTPTFTPTFTPTFTPTrivial Fite Trivial Fite Trivial Fite Trivial Fite TransferTransferTransferTransfer ProtocolProtocolProtocolProtocol ---- TFTPTFTPTFTPTFTPO TFTP é um serviço de transferência de ficheiros sem ligação que utiliza UDP.

O protocolo TFTP é utilizado nos routers para a transferências de ficheiros de configuração e imagens do sistema operativo (Cisco IOS)

Foi criado para ser pequeno e de fácil implementação.Não possui a maioria dos recursos do FTP.Pode ler ou gravar ficheiros de/para um servidor

TFTP remoto.Não pode listar directórios.Não tem autenticação.

É útil em algumas situações porque é mais rápido que o FTP e funciona bem numa rede estável.

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HyperTextHyperTextHyperTextHyperText TransferTransferTransferTransfer ProtocolProtocolProtocolProtocol ---- HTTPHTTPHTTPHTTPHyperTextHyperTextHyperTextHyperText TransferTransferTransferTransfer ProtocolProtocolProtocolProtocol ---- HTTPHTTPHTTPHTTPO protocolo HTTP é a base da World Wide Web (WWW).Browser Web:

é uma aplicação cliente servidor.apresenta a informação num formato multimédia com texto, som

e imagem.As páginas Web são criadas com uma linguagem de marcação denominada HyperText Markup Language (HTML).Uma hiperligação (hiperlink) direcciona o navegador para uma nova página da Web.Os recursos na Web são localizados através de URLs (UnifornResource Locator).http://www.cisco.com/edu/

http:// - indica ao browser qual o protocolo utilizado.www.cisco.edu – é o nome de uma máquina especifica com umk

endereço especifico./edu/ - identifica o directório onde se encontra a página web por

omissão.

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SimpleSimpleSimpleSimple MailMailMailMail TranferTranferTranferTranfer ProtocolProtocolProtocolProtocol ---- SMTPSMTPSMTPSMTPSimpleSimpleSimpleSimple MailMailMailMail TranferTranferTranferTranfer ProtocolProtocolProtocolProtocol ---- SMTPSMTPSMTPSMTPOs servidores de correio electrónico comunicam entre si utilizando o protocolo SMTP.

O SMTP transporta as mensagem de e-mail em formato ASCII utilizando TCP.

Quando um servidor de e-mail recebe uma mensagem, guarda-a e espera que o cliente leia o seu correio.

Os protocolos de leitura de e-mail mais utilizados são o POP3 e o IMAP4 que utilizam TCP.

Para o envio de e-mail é sempre utilizado o SMTP.

Pode ser utilizado um servidor par o envio e outro para a recepção de e-mail.

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SimpleSimpleSimpleSimple NetworkNetworkNetworkNetwork ManagementManagementManagementManagement ProtocolProtocolProtocolProtocol ---- SNMPSNMPSNMPSNMPSimpleSimpleSimpleSimple NetworkNetworkNetworkNetwork ManagementManagementManagementManagement ProtocolProtocolProtocolProtocol ---- SNMPSNMPSNMPSNMP

O protocolo SNMP facilita a troca de informação de gestão entre dispositivos da rede.

Permite aos administradores da rede a gestão do desempenho e encontrar e resolver problemas da rede.

Utiliza UDP.

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Componentes SNMP:Network Management System (NMS) – O NMS executa

aplicações que monitorizam e controlam dispositivos com gestão.

Deve haver um ou mais NMSs em qualquer rede administrada.

Dispositivos geridos - são nós da rede que contêm um agente SNMP e que residem numa rede administrada.

Colectam e armazenam informação de gestão, disponibilizando-a para os NMSs que utilizam SNMP.

Agentes - módulos de software de gestão de rede que residem em dispositivos geridos.

Um agente tem conhecimento local das informações de gestão convertendo-as para uma forma compatível com o SNMP

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TelnetTelnetTelnetTelnetTelnetTelnetTelnetTelnetOs clientes Telnet podem efectuar logins remotos em servidores Telnet.

Permite a execução de comandos com o recurso à linha de comandos.

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