Redes de Computadores Encapsulamento - Protocolos IP - Internet Protocol - PowerPoint PPT Presentation

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Redes de Computadores Encapsulamento - Protocolos IP - Internet Protocol

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Title: Redes de Computadores Encapsulamento - Protocolos IP - Internet Protocol


1
Redes de ComputadoresEncapsulamento -
ProtocolosIP - Internet Protocol
2
Por 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.

3
Por 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)

4
O 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

5
O modelo de Referência ISO em 7 camadas. Este
modelo é uma ferramenta de auxílio no projeto de
protocolos em camadas
6
1) Camada Física
  • Transmissão de bit por um canal de comum.
  • Domínio de Engenheiro elétrico
  • Voltagem, nro de pinos, tipo de cabo
  • interfaces elétrica, etc.

7
2) 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

8
a) Começo da transmissão b) após o
acknowledgement de 2 pacotes c) Após
aknowledgement de 9 pacotes.
9
a) Fluxo Stop-and-go b) fluxo com sliding windows
10
3) Camada de Rede (Network)
  • Como pacotes são roteados da fonte ao destino
  • Fragmentação
  • Remontagem
  • ligação de redes heterogêneas.

11
4) 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)

12
5) 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

13
6) 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

14
7) 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
16
As 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
17
A camada de Rede - Internet
Roteador
Rede Física
Internet
18
O 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
19
ENDEREÇAMENTO INTERNET
8
16
24
31
0
0
Classe A
netid
hostid
0
1
Classe B
netid
hostid
1
1
0
Classe C
netid
hostid
20
NOTAÇÃO DECIMAL PONTILHADA
10000000 00001010 00000010 00011110
128.10.2.30
Faixa de Valores Decimais por Classe
21
Espaço de Endereçamento
Nro de redes e hosts por rede em cada uma das
três classes primárias de endereços IP
22
Exemplo de Endereçamento
23
Hosts com múltiplos Endereços
IP não identifica um computador Identifica uma
conexão entre um computador e uma rede
24
Endereços Especiais
25
ARP 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

26
Como fazer ?
  • 1) Pesquisa em tabelas.

27
Como fazer ?
  • 2) Troca de Mensagens.

28
Formato da mensagem ARP
29
Enviando uma mensagem ARP
Mensagem ARP encapsulada dentro de um frame
Ethernet
30
IP - Protocolo Internet
  • Sem Confiabilidade (Unreliable)
  • Sem Conexão (connectionless)
  • Maior Esforço (best-effort)

31
O que o IP não Gerencia
  • Duplicação de Datagramas
  • Entrega com atraso e/ou fora de ordem
  • Corrupção de dados
  • Perda de datagramas

32
Objetivos 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.

33
Endereço IP e Tabela de Roteamento
34
Formato 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
35
Conteúdo 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)

36
Conteúdo 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

37
Encapsulamento de Datagramas
cabeçalho datagrama
área de dados do datagrama
cabeçalho frame
área de dados do frame
Ethernet 1500 octetos FDDI 4470 octetos
38
Fragmentação 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)
40
Conteúdo 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 !

41
Fragmentação 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)
42
Perda 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

43
Conteúdo 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.

44
Conteúdo 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

45
Conteúdo 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

46
Conteúdo do datagrama 7
IP OPTION (Opcional)
  • Strict Source Route
  • Loose Source Route
  • Record Route
  • Timestamp

0
8
16
24
31
28
code
length
pointer
oflow
flags
first ip address
47
IP 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
48
IP OptionClass e Option No
49
Gravar 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

50
Rota 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

51
Opção 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)

52
Roteamento
  • WANs
  • Comutação de Pacotes (Packet Switching)
  • Store and Forward
  • Next -Hop Forwarding

53
Criando uma WAN
54
Endereços Físicos em uma WAN
55
Next-Hop Forwarding (Switch 2)
56
Abreviando
57
(No Transcript)
58
Rotas Default
59
Roteamento Direto
Comunicação de A para B, por exemplo.
60
Roteamento Indireto
Comunicação de A para E sempre que os nros das
redes origem e destino não coincidem
61
Como 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 !

62
Default 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.

63
Roteamento Estático
  • Rota pré-configurada que permanece sempre fixa
    (até ser manualmente alterada)
  • Caso mais corriqueiro
  • Automaticamente criada quando a interface é
    criada.

64
Roteamento Dinâmico
  • Utiliza protocolos que alteram a tabela
  • IGP (Interior Gateway Protocol)
  • EGP (Exterior Gateway Protocol)

65
Algoritmo 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 !
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