a arquitetura tcp/ip tcp = transmission control protocol, ip = internet protocol tcp – È um...

A arquitetura TCP/IP TCP = Transmission Control Protocol, IP = Internet Protocol

TCP – È um protocolo “connection –oriented” ( com estabelecimento de circuito)

da camada “transporte” na Arquitetura TCP/IP. Ele garante a entrega de dados

a um usuário local ou remoto. Os dados são entregues sem erros na ordem correta

e sem duplicação

Protocolo- È um conjunto de regras, formatos e temporização, que são utilizados

para troca de informações entre dois ou mais computadores.

CircuitoCircuito – Canal de transmissão lógico (e não físico) estabelecido entre os

pontos terminais da rede de comunicação.

Os DTEs (data terminal equipament) acessam circuitos virtuais através

de um identificador especificado no cabeçalho dos pacotes.

A rede organiza um circuito virtual e mantém a associação para

transmitir na rede.

A arquitetura TCP/IP

• TCP e IP são 02 protocolos independentes .

• O IP (orientado a conexão) é sempre usado nesta arquitetura.,

• O TCP nem sempre.Mas quando se fala em TCP/IP não se está falando

dos 02 protocolos e sim da Arquitetura que, além desses 02, possui

dezenas de outros Protocolos . Como por ex.

• PPP, IP, TCP, FTP, TELNET, SMTP, BOOTP, DNS, SNMP, UDP.

Modelo OSI

APLICAÇÃO

APRESENTAÇÃO

SESSÃO

TRANSPORTE

REDE

ENLACE DE DADOS

CAMADA FÍSICA

Modelo OSI (Open System Interconnection)

Modelo OSI (Open System Interconnection) X Arquitetura TCP/IP)

Aplicação

Apresentação

Sessão

Transporte

Rede

Enlace de dados

Camada Física

Enlace

Transporte

Aplicação

Rede

Modelo OSI Arquitetura TCP/IP

Modelo OSI

• A 7- Aplicação

7 – APLICAÇÃO: Disponibiliza serviços de rede, para processos

aplicativos como: correio eletrônico, transf. de arquivos,

emulação de terminais.

6 – APRESENTAÇÃO: Representação de dados, estrutura de dados,

negocia a sintaxe de transf. de dados da camada aplicação.

5 – SESSÃO: Estabelece, gerência e termina sessões entre aplicativos.

3 – REDE: Fornece conectividade e seleção de caminhos entre dois

Sistemas finais.

2 -ENLACE DE DADOS: Fornece transferência, notificação de erro,

e controle de fluxo de sinais

1 - CAMADA FÍSICA: Fios conectores, voltagens, transmissão da taxa

de dados.

4 – TRANSPORTE: Trata conexões entre hosts, detecção e recuperação de falhas, controle de fluxo de informações,

Ex. se a rede conecta ou não, se chegou ou não seu arquivo.

Comparando-se a arquitetura TCP/IP com o modelo OSI que está

estruturado em 7 camadas pode-se dizer que:

Na arquitetura TCP/IP a camada de aplicação assume, além das funções da camada de aplicação do Modelo OSI. Também as funções

das camadas OSI de apresentação e de sessão:

As camadas de transporte e de Rede são bastante assemelhadas

em funções a essas mesmas camadas do Modelo OSI.

Comparação entre a arquitetura TCP/IP e o modelo OSI

Na arquitetura TCP/IP a camada de enlace assume, além das

funções da camada de Enlace do Modelo OSI. Também as funções da camada Física ISO.

O TCP trata os dados recebidos da Aplicação

(conhecido como carga útil), como sendo um trem de octetos

Numerando esses octetos sequencialmente)

Comparação entre a arquitetura TCP/IP e o modelo OSI

Ex. quando a carga é recebida em volume maior que o ideal para

ser transmitido o TCP Fragmenta-a em blocos de tamanho padrão

(default) igual a 536 octetos. A cada fragmento o TCP acrescenta

o seu próprio cabeçalho, sendo o Conjunto: (cabeçalho + fragmento)

chamado de segmento TCP, conf. Figura.

Cabeçalho TCP Dados da Aplicação (fragmento de carga útil)

O Fato das arquiteturas terem um número diferente de camadas não

Significa, por isso só, que o modelo OSI (que tem mais camadas) é

Capaz de realizar mais funções que a Arquitetura TCP/IP; quero dizer

que apenas que as diferentes funções foram agrupadas de uma

forma diferente. Isto porque as funções que tem que ser

executadas para viabilizar Uma solução aberta de redes

são sempre as mesmas.

Comparação entre a arquitetura TCP/IP e o modelo OSI

APLICAÇÃO

APRESENTAÇÃO

SESSÃO

TRANSPORTE

REDE

ENLACE DE DADOS

CAMADA FÍSICA

APLICAÇÃO

APRESENTAÇÃO

SESSÃO

TRANSPORTE

REDE

ENLACE DE DADOS

CAMADA FÍSICA

Comunicação Sistemas Abertos

Dados Dados

Nível Físico

Plug de 9 pinos SUB-DPlug de 25 pinos SUB-D (ISO 2110)

Plug de 8 pinos RJ-45

1 - CAMADA FÍSICA: Fios conectores, voltagens, transmissão da taxa de dados.

ESTRELA

ANEL

WIRELESS

Nível Enlace

...

BARRAMENTO

2 -ENLACE DE DADOS: Fornece transferência, notificação de erro, e controle de fluxo de sinais

ANSIFDDI

IEEE802.3

CSMA/CD

IEEE802.5TokenRing

IEEE 802.2 LLC

ETHERNET

PPP LAPB SDLC

EIA/TIA-232 V.24EIA/TIA-449 V35

G.703HSSI

LLC

MAC

ENLACE

FÍSICO

Padrões de níveis Físico-Enlace

LAN WAN

PHY

PMD

Nível Enlace

NÚMERO DE CONTROLECÓDIGO DO FABRICANTE

00AA00.2CFACA

Endereço físico (MAC)

24 bit/s 24 bit/s

Exemplo de códigos de fabricantes: 00-00-0C Cisco00-00-1B Novell00-00-1D Cabletron02-60-8C 3Com00-AA-00 Intel

3 Bytes 3 Bytes

Token Ring

|---|---|---|---|---|

EthernetRot. Rot.NNI

UNI UNI

Nível Rede

Serviço orientado à conexão

Ethernet: - Barramento, Padrão de cabeamento baseada em 10BaseT, cuja taxa é de 10 Mbits/seg.opera sómente com cabeamento categoria 4 ou 5 no Brasil.

Token Ring

|---|---|---|---|---|

Ethernet

Serviço não orientado à conexão

Nível Rede

Token Ring

Rot. Rot.NNI

UNI UNI

|---|---|---|---|---|

Ethernet

Token Ring

|---|---|---|---|---|

Ethernet

Token Ring – metódo usado na topologia anel, utiliza a tecnologia token passing em um anel físico; as estações se conectam a um Hub, cabeamento par trançado.

Unicast – Identifica 1 computador Individualmente na rede

...

Nível RedeNÓÀREADOMÍNIO SEGMENTO

3 – REDE: Fornece conectividade e seleção de caminhos entre doisSistemas finais.

APLICAÇÃO

APRESENTAÇÃO

SESSÃO

TRANSPORTE

CORREIOELETRÔNICO

EMULAÇÃODE

TERMINAL

TRNSFERÊNCIADE

ARQUIVO

...PORTE... DADOS

Endereçamento das Aplicações

Nível Transporte

segmento

4 – TRANSPORTE: Trata conexões entre hosts, detecção e recuperação de falhas, controle de fluxo de informações, Ex. se a rede conecta ou não, se chegou ou seu arquivo

Controle de fluxo fim-a-fim

Nível Transporte

transmite

Buffer cheio

Buffer vazio

não pronto

pronto

transmite

Nível Transporte

Send 1

Send 2

Send 2

Send 1

Send 3

Receive 1

Receive 2

Receive 1

Receive 2

Receive 3

Ack 2

Ack 3

Ack 4

Nível Sessão

Service Request

Service Reply

NetBIOSRPC

X WindowsNFS

5 – SESSÃO: Estabelece, gerência e termina sessões entre aplicativos.

Nível Apresentação

XKWygsdTUQQ

Criptografia

ABC ABC

Texto e DadosASCII

EBCDIC

Gráfico e ImagensGIF

JPEGPCXTIFFWMF

Sons e AnimaçõesAVIMIDI

MPEGWAV

Codificação dos dados

6 – APRESENTAÇÃO: Representação de dados, estrutura de dados, negocia a sintaxe de transf. de dados da camada aplicação.

Nível Aplicação

APLICAÇÕES - REDEAPLICAÇÃO - ESTAÇÕES

Processador de textos

WORD

Banco de dados

ACCESS

Planilha de cálculos

EXCEL

Gerenciamento

HP OPEN VIEW

Correio Eletrônico

LOTUS NOTES

Emulação de Terminal

7 – APLICAÇÃO: Disponibiliza serviços de rede, para processos aplicativos como: correio eletrônico, transferência de arquivos,

emulação de terminais.

Modelos OSI e IEEE 802C

Modelo OSI

APLICAÇÃO

APRESENTAÇÃO

SESSÃO

TRANSPORTE

REDE

ENLACE DE DADOS

CAMADA FÍSICA

Modelo IEEE 802

SUBCAMADA LLC

SUBCAMADA MAC

CAMADA FÍSICA

PROTOCOLOS DE CAMADAS

SUPERIORES

Modelo OSI

APLICAÇÃO

APRESENTAÇÃO

SESSÃO

TRANSPORTE

REDE

ENLACE DE DADOS

CAMADA FÍSICA

OSI

VT, FTAM, MHS, ACSE, ROSE, RTSE

APRESENTAÇÃO

SESSÃO

TP0, TP1, .... a TP4

CLNP, CMNP

Ethernet, Token-Ring,FDDI, Wireless,

ATM.

TCP/IP

TELNET

SMTP

FTP

TCP, UDP

IP

Protocolos

Copyright © 2001 Acterna Página 28

Meio de TransmissãoTécnica de Sinalização

Topologia

Comp. máx. p/ segmento

Nós por segmento

Diâmetro do cabo

10BASE5

cabo coaxial (50 ohm)

banda base (Manchester)

barramento

500

100

10 mm

cabo coaxial (50 ohm)

banda base (Manchester)

barramento

185

30

10BASE2

5 mm

10BROAD36

cabo coaxial (75 ohm)

banda larga (DPSK)

barramento / árvore

1800

--

0,4 - 1,0 mm

10BASE-FP

par de fibras de 850 nm

Manchester (on/off)

estrela

500

33

62,5 / 125 m

10BASE-T

par trançado s /blindagembanda base

(Manchester)

estrela

100

--

0,4 - 0,6 mm

Ethernet - Cabeamento 10Mbps

STP = par trançado blindado (shielded twisted pair)UTP = par trançado sem blindagem (unshielded twisted pair)CAT 5 = de categoría 5CAT 6 e 7 = de categorias 6 e 7

EthernetCabeamento 100Mbps

100BASE-T

100BASE-X 100BASE-T4

100BASE-TX 100BASE-FX

2 UTP Cat5ou 2 STP

Par de fibras4 UTP

Cat3 ou Cat5

Broadcast / Multicast

...

Broadcast

Multicast

O broadcast é uma ferramenta poderosa quando o objetivo é enviar um mesmo pacote para todos os nós ao mesmo tempo. Quando mal utilizado, o broadcast pode afetar a performance dos nós, interrompendo a CPU desnecessariamente

O objetivo do multicast é enviar um mesmo pacote para um grupo de nós. Normalmente o pacote de multcst interrompe a CPU dos nós da rede . Recentes implementações de drives de placa de rede permitem que este pacote seja examinado Pela propria rede, sem interromper os nós da CPU da Rede.

Ocorre a Colisão!

EthernetTratamento de Colisão Confiabilidade

• Duas estações escutam o barramento ao mesmo

tempo e transmitem simultaneamente, ocorrendo

assim uma colisão.

Ambas Transmitem Simultâneamente

Ethernet Comutada

100 Mbit/s

10 Mbit/s10 Mbit/s

10 Mbit/s

10 Mbit/s

10 Mbit/s

servidor cliente cliente

cliente

cliente

cliente

switch Ethernet

• Problemas físicos• Conectores não encaixados corretamente, cabos partidos,

adaptadores com defeito

• Erros excessivos Ethernet (Excessive Ethernet Errors)• Alta utilização causa colisões excessivas

• Estações com interferência causada por defeito no software ou adaptador

• Erros FCS (seqüência de verificação de quadros) e outros quadros ilegais causados por defeito no software ou adaptador

• Problemas de dispositivos de rede (Internetwork device problems)• Quadros descartados ou filtrados pelo dispositivo de rede

• Dispositivos de rede (ponte ou roteador) podem não ser capazes de manipular a carga oferecida

Problemas Comuns - Ethernet

Pontes (Bridges)

Copyright © 2001 Acterna Página 35

Como Atuam as Pontes

camadassuperiores

TCP

IP

LLC

MAC

PHY

camadassuperiores

TCP

IP

LLC

MAC

PHY

terminal

MAC

PHY

ponte

PHY

terminal

Pontes (cont.)

Roteadores (Routers)

enlaces WAN(redes de longadistância)

Arquitetura TCP/IP

Modelo OSI Modelo DoD

APLICAÇÃO

APRESENTAÇÃO

SESSÃO

TRANSPORTE

REDE

ENLACE DE DADOS

CAMADA FÍSICA

INTER-REDE

CAMADA DE ACESSO À REDE

TRANSPORTE

APLICAÇÃO

DoD – departamento de defesa dos EUA ( Departament of defense)

Driver de RedeARP RARP

IP

TCP UDP

ICMP IGMP

HTTP FTP DNS SNMP

Como funciona...

Dados deusuário

Dados deusuário

Cab. daAplicação

Dados da AplicaçãoCab.

TCP/UDP

Dados da AplicaçãoCab.

TCP/UDPCab.

IP

Dados da AplicaçãoCab.

TCP/UDPCab.

IPCab.

EthernetRodapé Ethernet

14 20 20/8 4

46 a 1500 bytes

Multiplexação de Overhead

Demultiplexação de Overhead

driverEthernet

demultiplexaçãobaseada no Ethertype

de quadroEthernet

ARP IP RARP

demultiplexação baseada no campo

Protocolo do cabeçalho IP

ICMP IGMP TCP UDP

demultiplexaçãobaseada no Númeroda Porta de Destino

do cabeçalhoTCP ou UDP

TFTPDNSFTP HTTP

Endereços IP

• O padrão do IP especifica que cada host é associado a um endereço único de 32

bits conhecido por Endereço IP

• Consistindo, geralmente, de um identificador para a rede e um identificador para o

host

• Para prover flexibilidade na associação de endereços a hosts e para permitir a

mistura de diferentes tamanhos de rede numa inter-rede, dividiu-se o

endereçamento em classes

octeto 4classe

Classe de Endereçamento

octeto 1 octeto 2 octeto 3

Rede Host Host Host

Rede Rede Host Host

Rede Rede Rede HostC

B

A

Regra do Primeiro Octeto

• Para que endereçamento entre as classes não colidisse, criou-

se regra do primeiro octeto, visando diferenciar o alcance de

endereçamento de cada classe

128 64 32 16 8 4 2 1octeto 1

0Classe A

1 0Classe B

1 1 0Classe C

1 1 1 0Classe D

1 1 1 1Classe E

Endereços Especiais

Prefixo Sufixo Tipo de Endereço Propósito

todos 0 todos 0 este hostutilizado durante o bootstrap

rede todos 0 redeindentifica uma

rede

rede todos 1 broadcast direcionadobroadcast numa

rede em específico

todos 1 todos 1 broadcast limitadoBroadcast numa

rede local

127 qualquer loopback teste

O Cabeçalho IPv4Internet Protocol V.4

Versão(4 bits)

IHL(4 bits)

Tipo de serviço(8 bits)

Comprimento total(16 bits)

Identificação(16 bits)

Flags3 bits

Deslocamento do fragmento(13 bits)

Endereço de origem(32 bits)

Endereço de destino(32 bits)

Opções IP(se houver)

Tempo de vida(8 bits)

Protocolo(8 bits)

Checksum do cabeçalho(16 bits)

ARP Address Resolution Protocol

• O problema consiste em resolver um endereço IP lógico em um

endereço físico (p/ex. Ethernet)

ARP request ARP reply

...198.85.42.44 198.85.42.48O

198.85.42.48poderia

responder?

Sim, sou eu o 00.08.4F.CE.56

O Cabeçalho TCPTransfer Control Protocol

Opções(0 ou mais palavras de 32 bits)

Dados(Campo opcional)

Porta de Origem(16 bits)

Porta de Destino(16 bits)

Número de seqüência(32 bits)

Número de reconhecimento (Acknowledgement)(32 bits)

Tamanho de Janela(16 bits)

THL(4 bits)

(6 bits)URG

ACK

PSH

RST

SYN

FIN

Checksum(16 bits)

Ponteiro de Urgência(16 bits)

Gerenciamento de Conexão TCP

CONNECT / SYN

CONNECT / SYN + ACK

LISTENSYN SENT

ACK ESTABLISHEDESTABLISHED

Troca de Dados

CLOSE / FIN

CLOSE / FIN + ACKFIN WAIT 2

SYN RCVD

FIN WAIT 1

ACK

Cliente Servidor

CLOSEDCLOSED