Title: Redes de Computadores Encapsulamento - Protocolos IP - Internet Protocol
1Redes de ComputadoresEncapsulamento -
ProtocolosIP - Internet Protocol
2Por que Protocolos ?
- Comunicação básica de hardware transferência de
bits. - Software de rede
- gerencia detalhes de comunicação baixo nível
- permite comunicação entre aplicativos
- Protocolo conjunto de regras (formato de dados e
ações) - Software de protocolo.
3Por que Protocolos em Camadas?
- Dividir para conquistar
- Facilitar projeto, implementação e teste de
protocolos - aumenta flexibilidade
- Famílias de protocolos protocolos projetados e
implementados em conjunto cooperativos (e com
finalidades específicas)
4O Modelo ISO-OSI
- OSI Open Systems Intercommunication
- ISO International Organization for
Standardization - Proposto em 1974
- Sete camadas
- Define as funções de cada camada
- Não provê o software nem o hardware
- Objetivo de estabelecer um padrão p/ fabricantes
5O modelo de Referência ISO em 7 camadas. Este
modelo é uma ferramenta de auxílio no projeto de
protocolos em camadas
61) Camada Física
- Transmissão de bit por um canal de comum.
- Domínio de Engenheiro elétrico
- Voltagem, nro de pinos, tipo de cabo
- interfaces elétrica, etc.
72) Camada Data Link
- Pega a seqüência de bits e a transforma em uma
linha livre de erros de transmissão par a camada
de rede. - Mensagem quebrada em frames de dados.
- Controle de erros
- frame de acknowledgement biggybacking
- Janelas deslizantes sliding windows
8a) Começo da transmissão b) após o
acknowledgement de 2 pacotes c) Após
aknowledgement de 9 pacotes.
9a) Fluxo Stop-and-go b) fluxo com sliding windows
103) Camada de Rede (Network)
- Como pacotes são roteados da fonte ao destino
- Fragmentação
- Remontagem
- ligação de redes heterogêneas.
114) Camada de Transporte (Transport)
- Recebe dados da camada de sessão e os divide em
unidades menores para a camada de rede. - multiplexação/demultiplexação
- Orientada à conexão (ponto a ponto)
- Controle de Fluxo (congestionamento)
125) Camada de Sessão (Session)
- Sessão
- login em um sistema remoto.
- transferência de dados entre computadores
- Gerenciamento de token evitar ambos os lados
conversar simultaneamente - Sincronização
- quando cai a conexão, como retomá-la
136) Camada de Apresentação(Presentation)
- Sintática e Semântica da informação
- Define padrão para transferência de dados entre
máquinas de diferentes fabricantes - ordem de bits.. (big-endian/ little-endian)
- Compressão e criptografia de dados
147) Camada Aplicativo (Application)
- Software aplicativo que usa serviços de rede
- Cliente-Servidor, Banco de Dados, etc.
- ftp, telnet, NFS, mail,DNS, etc.
15 ISO-OSI TCP/IP
Ausentes
Aplicativo
Aplicativo
Apresentação
Sessão
Transporte
Transporte
Rede
Internet
Data Link
Interface de Rede
Física
16As fronteiras do modelo TCP/IP
Aplicativo
Software fora do SO
Software dentro do SO
Transporte
Internet
Somente IP usado
Interface de Rede
Endereço Físico Usado
17A camada de Rede - Internet
Roteador
Rede Física
Internet
18O modelo de camadas TCP/IP
Host A
Host B
Mensagens Idênticas
Aplicativo
Aplicativo
Pacotes Idênticos
Transporte
Transporte
Roteador
IP
IP
IP
Datagramas Idênticos
Datagramas Idênticos
Int. de Rede
Int. de Rede
Int. de Rede
Frames Idêndicos
Frames Idêndicos
Rede Física A
Rede Física B
19ENDEREÇAMENTO INTERNET
8
16
24
31
0
0
Classe A
netid
hostid
0
1
Classe B
netid
hostid
1
1
0
Classe C
netid
hostid
20NOTAÇÃO DECIMAL PONTILHADA
10000000 00001010 00000010 00011110
128.10.2.30
Faixa de Valores Decimais por Classe
21Espaço de Endereçamento
Nro de redes e hosts por rede em cada uma das
três classes primárias de endereços IP
22Exemplo de Endereçamento
23Hosts com múltiplos Endereços
IP não identifica um computador Identifica uma
conexão entre um computador e uma rede
24Endereços Especiais
25ARP IP Endereço Físico
- Endereços IP virtuais (software)
- Hardware não consegue localizar host utilizando o
endereço IP - ARP (Address Resolution Protocol)
- Resolução de Endereço mapear endereço físico
para endereço lógico
26Como fazer ?
27Como fazer ?
28Formato da mensagem ARP
29Enviando uma mensagem ARP
Mensagem ARP encapsulada dentro de um frame
Ethernet
30IP - Protocolo Internet
- Sem Confiabilidade (Unreliable)
- Sem Conexão (connectionless)
- Maior Esforço (best-effort)
31O que o IP não Gerencia
- Duplicação de Datagramas
- Entrega com atraso e/ou fora de ordem
- Corrupção de dados
- Perda de datagramas
32Objetivos doProtocolo Internet
- Executa a função de roteamento.
- Define a unidade básica de endereçamento de dados
(datagrama). - Define um conjunto de regras para a entrega
não-confiável de pacotes.
33Endereço IP e Tabela de Roteamento
34Formato do Datagrama IP
0
4
8
16
31
vers
hlen
service type
total length
identification
fragment offset
flags
time to live
protocol
header checksum
source ip address
destination ip address
ip option
padding
data
35Conteúdo do datagrama 1
- Vers versão do protocolo IP (4)
- Hlen Comprimento do Cabeçalho (em palavras de
32 bits) - Total Length tamanho total do datagrama
- medido em Octetos
- Tam. Max. 216 65536 bytes (octetos)
36Conteúdo do datagrama 2
- Tipo do Serviço (Service Type)
0 1 2 3 4 5 6 7
Precedência
D
T
R
S/uso
- Precedência (0-7) importância de cada datagrama
- D Baixo Delay
- T Alto throughput
- R Alta confiabilidade
37Encapsulamento de Datagramas
cabeçalho datagrama
área de dados do datagrama
cabeçalho frame
área de dados do frame
Ethernet 1500 octetos FDDI 4470 octetos
38Fragmentação de Datagramas1
Host A
Host B
Rede 1
Rede 3
MTU 1500
MTU 1500
Roteador 1
Roteador 2
Rede 2
MTU 620
39(No Transcript)
40Conteúdo do datagrama 2
- Identification
- valor único gerado pelo emissor e identifica cada
fragmento do dadagrama - Fragment Offset
- especifica o offset do dado transportado
- Flags (3 bits) 2,1,0
- 0 bit não fragmenta --- 0 SIM 1 NÃO
- 2 bit mais fragmento. 0 último 1 meio !
41Fragmentação de Datagramas3
cabeçalho datagrama
dado 1 600 octetos
dado 2 600 octetos
dado 3 200
cabeçalho datagrama
dado 1 600 octetos
Fragmento 1 (offset 0)
cabeçalho datagrama
dado 2 600 octetos
Fragmento 2 (offset 600)
cabeçalho datagrama
d 3 200
Fragmento 3 (offset 1200)
42Perda de Fragmentos
- Fragmentos podem se atrasar
- Guarda os fragmentos em RAM por um período
- Vencido o tempo, os fragmentos são descartados
- Política do Tudo ou Nada
43Conteúdo do datagrama 4
- Time to Live (TTL)
- quantos segundos um datagrama pode permanecer em
uma internet. - a) setar tempo máximo de vida na Internet.
- b) tempo ao passar por um roteador, decrementa
contador - c) contador0, roteador descarta datagrama.
44Conteúdo do datagrama 5
- Protocol
- Especifica qual o protocolo da camada superior
gerou o dado transportado pelo IP TCP, UDP - Header Checksum
- garante a integridade do dados do cabeçalho
45Conteúdo do datagrama 6
- Endereços IP Source e Destination
- Endereços IP do emissor e receptor,
respectivamente. - Data Dados
- tamanho depende do que está sendo enviado.
- Padding
- garante tamanho do header como múltiplo de 32
46Conteúdo do datagrama 7
IP OPTION (Opcional)
- Strict Source Route
- Loose Source Route
0
8
16
24
31
28
code
length
pointer
oflow
flags
first ip address
47IP Option campo code
0 1 2 3 4
5 6 7
Copy
Option Number
Option Class
Copia ou não as opções p/ os fragmentos (0 não
copia 1 copia)
0 controle de Rede e datagrama 2 Depuração e
medições 1,3 reservados para uso futuro
48IP OptionClass e Option No
49Gravar Rota Record Route
0
8
16
24
code
length
pointer
primeiro end. IP
segundo end. IP
- lista vazia de IPs
- Cada roteador adiciona seu IP à lista
- length compr. total do options ( 3 octetos)
fixo - Offset do próximo slot disponível
50Rota Frouxa Loose RouteRota Rígida Strict Route
0
8
16
24
Code(37)
length
pointer
end. IP do primeiro hop
end. IP do segundo hop
- lista contém IPs de roteadores (hops)
- Nro não fixo de hops (frouxa) / Nro fixo (rígida)
- Testa desempenho de certas rotas
51Opção Timestamp
0
8
16
24
31
28
Code(68)
length
pointer
oflow
flags
Primeiro end. IP
Primeiro Timestamp
- lista vazia de IPs
- Cada roteador adiciona seu IP e o TimeStamp
- TimeStamp hora e data de manipulação
- oflow nro de roteadores incapazes de fornecer
dados - Flags (0 só timestamp - sem IP 1 ambos)
52Roteamento
- WANs
- Comutação de Pacotes (Packet Switching)
- Store and Forward
- Next -Hop Forwarding
53Criando uma WAN
54Endereços Físicos em uma WAN
55Next-Hop Forwarding (Switch 2)
56Abreviando
57(No Transcript)
58Rotas Default
59Roteamento Direto
Comunicação de A para B, por exemplo.
60Roteamento Indireto
Comunicação de A para E sempre que os nros das
redes origem e destino não coincidem
61Como Fazer
- Route add ip_destino gateway metric
- Adicionando informação de roteamento de A para C,
em A. - route add 200.1.3.2 200.1.2.3
1 - Não é necessário.
- Basta configurar C como default gateway !
62Default Gateway
- Endereço IP da máquina para a qual deve-se enviar
todos os pacotes que não são destinados a um nó
diretamente conectado a rede.
63Roteamento Estático
- Rota pré-configurada que permanece sempre fixa
(até ser manualmente alterada) - Caso mais corriqueiro
- Automaticamente criada quando a interface é
criada.
64Roteamento Dinâmico
- Utiliza protocolos que alteram a tabela
- IGP (Interior Gateway Protocol)
- EGP (Exterior Gateway Protocol)
65Algoritmo de Roteamento
RotearDatagrama(Datagrama, TabelaRoteamento Extra
ir endereço Ip destino, D, do dtgr e computar
prefixo de rede N Se N coincide c/ qq endereço
diretamente conectado entregue o dtgr p/ D
sobre esta rede (resolva o endereço,
encapsule dtgr e envie-o no frame) senão Se a
tabela contém uma rota (por host) para D
envie o dtgr p/ o next hop especificado senão
Se a tabela contém a rota p/ a rede N
envie o dtgr p/ o next hop especificado senão Se
a tabela contém uma rota default
envie o dtgr p/ o roteador default senão declare
um erro de roteamento !