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Programa de Pós-Graduação em Engenharia Eletrônica

Faculdade de Engenharia

Universidade do Estado do Rio de Janeiro

Prof. Marcelo Gonçalves Rubinstein

Redes de Computadores

Ementa

Introdução a Redes de Computadores A Camada Aplicação A Camada Transporte A Camada Rede

A Camada Enlace A Camada Física

Camada rede

Protocolos de rede Fornecem comunicação entre hospedeiros diferentes

Serviços Encaminhamento Roteamento Endereçamento Comunicação de erros e de informações

Encaminhamento x roteamento

Encaminhamento Envolve a transferência de um pacote de um enlace de

entrada para um enlace de saída dentro de umroteador

Roteamento Envolve todos os roteadores de uma rede, cujas

interações por meio de protocolos de roteamentodeterminam as rotas que os pacotes devem seguir

Tabela de roteamento Indica para qual enlace de saída o pacote deve ser

encaminhado Kurose chama de tabela de repasse

Algoritmos e de tabelas de roteamento (fonte: Kurose)

Camada rede

Modelos de serviço de rede Entrega garantida Entrega garantida com atraso limitado

Entrega ordenada de pacotes Largura de banda mínima garantida Variação máxima do atraso garantida

Camada rede

Modelos de serviço de rede (fonte: Kurose)

Circuitos virtuais x datagramas

Camada rede pode oferecer serviços orientadosou não a conexão

Circuito virtual Orientado a conexão

Datagrama Não orientado a conexão

Circuitos virtuais

Circuito virtual consiste em Caminho entre a origem e o destino Números de CVs

Um número para cada enlace ao longo do caminho

Registros na tabela de roteamento em cada roteadorao longo do caminho

Rede de circuito virtual (fonte: Kurose)

Interface de entrada VC # de entrada Interface de saída VC # de saída

1 12 2 222 63 1 18 3 7 2 171 97 3 87… … … …

Tabela de roteamento no roteador R1:

Circuitos virtuais

Roteadores devem manter informações deestado das conexões em curso

Três fases Estabelecimento de CV

Pode haver reserva de recursos

Transferência de dados Fechamento de CV

Circuitos virtuais

Estabelecimento e transferência de dados (fonte: Kurose)

Datagramas

Usam endereços de destino para rotearem ospacotes

Tabela de roteamento - 1/2 (fonte: Kurose)

Destination Address Range Link Interface

11001000 00010111 00010000 00000000through 0

11001000 00010111 00010111 11111111

11001000 00010111 00011000 00000000through 1

11001000 00010111 00011000 11111111

11001000 00010111 00011001 00000000through 2

11001000 00010111 00011111 11111111

otherwise 3

Tabela de roteamento - 2/2 (fonte: Kurose)

Prefix Match Link Interface

11001000 00010111 00010 011001000 00010111 00011000 111001000 00010111 00011 2

otherwise 3

DA: 11001000 00010111 00011000 10101010

Exemplos

DA: 11001000 00010111 00010110 10100001 Qual interface?

Qual interface?

Datagramas

Roteadores usam a regra da concordância doprefixo mais longo

Interconexão de redes

Vários tipos diferentes de redes

Interconexão de redes

Conjunto de redes interconectadas (fonte: Tanenbaum)

Interconexão de redes

Diferenças entre redes (fonte: Tanenbaum)

Interconexão de redes

Necessidade de comunicação global Interconexão pode ser feita na camada rede

através dos roteadores Protocolo IP tem como objetivo a interligação de

redes

IP

Protocolo da Internet (Internet Protocol)

Definido na RFC 791 Serviços

Detecção de erros no cabeçalho Fragmentação/remontagem Endereçamento Encaminhamento (apresentado posteriormente)

Formato do datagrama IPv4 (adaptado de Tanenbaum)

Data

IP - formato do datagrama

Versão (4 bits) Comprimento do cabeçalho - IHL (4 bits)

Tamanho em palavras de 32 bits

Tipo de serviço - ToS (6 bits) Comprimento do datagrama (16 bits)

Tamanho máximo de 65535 octetos

Identificador (16 bits) Todos os fragmentos de um datagrama possuem um

mesmo identificador

IP - formato do datagrama

Flags (2 bits) DF - não fragmentar MF - mais fragmentos

Último fragmento tem o bit igual a 0

Deslocamento de fragmentação (13 bits) Informa (em múltiplos de 8 octetos) a que ponto do

datagrama o fragmento pertence Fragmentos (exceto o último) têm de ser múltiplos de 8

octetos Existem no máximo 8192 fragmentos por datagrama

IP - formato do datagrama

Tempo de vida - TTL (8 bits) Para garantir que datagramas não fiquem circulando

indefinidamente pela rede Decrementado de uma unidade a cada roteador Quando chega a 0, o datagrama é descartado e é

enviada uma mensagem à origem

Protocolo (8 bits) Indica o protocolo da camada transporte

Soma de verificação do cabeçalho (16 bits) Análoga à utilizada no TCP e no UDP Deve ser recalculada a cada roteador

TTL muda

IP - formato do datagrama

Endereço de origem (32 bits) Endereço de destino (32 bits) Opções

Permitem que o cabeçalho IP seja ampliado Pode ter de usar enchimento (cabeçalho tem de ser

múltiplo de 32 bits)

Fonte: Tanenbaum

IP - formato do datagrama

Dados Podem carregar dados do transporte ou outros tipos de

dados, como mensagens ICMP

IP - fragmentação/remontagem

MTU do enlace estabelece um limite máximopara o datagrama IP

Fragmentação MTU do enlace de saída é menor que o tamanho do

datagrama IP Se DF=0 e tamanho do fragmento é maior que a MTU

do enlace de saída roteador envia pacote ICMP A fragmentação pode ocorrer em diferentes pontos da

rede para um mesmo pacote “original”

Remontagem é feita nos sistemas finais

Fragmentação/remontagem no IP (fonte: Kurose)

Fragmentação/remontagem no IP (fonte: Kurose)

ID=x

offset=0

fragflag=0

tamanho=4000

ID=x

offset=0

fragflag=1

tamanho=1500

ID=x

offset=185

fragflag=1

tamanho=1500

ID=x

offset=370

fragflag=0

tamanho=1040

Um grande datagrama se tornavários datagramas menores

• Exemplo

• datagrama de 4000 bytes

• MTU = 1500 bytes

1480 bytes nocampo de dados

offset =1480/8