Download - Redes TCP/IP Redes Prof. Edgard Jamhour email: [email protected]@ppgia.pucpr.br URL: jamhour
Redes TCP/IP
RedesRedes
Prof. Edgard Jamhour
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2007, Edgard Jamhour
CONTEÚDOCONTEÚDO
• 1) Tecnologia de Redes
• 2) Hubs e Switches
• 3) Arquitetura TCP/IP
• 4) Endereçamento IP
• 5) Roteamento
• 6) Protocolos de Transporte
• 7) Protocolos de Aplicação
Redes TCP/IP
I - Tecnologias de RedesI - Tecnologias de Redes
2007, Edgard Jamhour
LAN – LOCAL AREA NETWORKSLAN – LOCAL AREA NETWORKS
• A tecnologia de redes locais (Ethernet) baseia-se no princípio de comunicação com broadcast físico.
A B C
B A DADOS
quadro
CRC
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QUADROQUADRO
• O quadro (frame) é a menor estrutura de informação transmitida através de uma rede local.
B A DADOS CRC
FECHOCABEÇALHO
ENDEREÇO (FÍSICO) DE DESTINO
ENDEREÇO (FÍSICO) DE ORIGEM
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PROBLEMA 1: O tempo médio para PROBLEMA 1: O tempo médio para ganhar o meio aumenta com o número de ganhar o meio aumenta com o número de
computadores da rede.computadores da rede.
A B C
ESCUTANDO ESCUTANDO
quadros na fila de espera
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EFEITO DA DISTÂNCIA ENTRE OS EFEITO DA DISTÂNCIA ENTRE OS COMPUTADORESCOMPUTADORES
• O tempo de propagação entre as estações afeta a taxa de ocupação máxima da rede.
A
B
A TRANSMITE
B TRANSMITEB RECEBE
tempo para o sinal ir de A para B
A RECEBE
T
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ExemploExemplo
• Quadro de 100 bit e Taxa de Transmissão = 10 Mbit/s: – Tempo para transmitir um quadro T = 10 10-6 s
• Velocidade de propagação no meio: 200 000 Km/s– Tempo de propagação: t = 1 10-6 s para 200 m– Tempo de propagação: t= 10 10-6 para 2 Km
L
A B
eficiência = T/(T+t)
eficiência200m = 91%91%
eficiência2Km = 50%50%
eficiência100Mbits e 2Km = 9,1%9,1%
HALF-DUPLEX
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PROBLEMA 2: COLISÃOPROBLEMA 2: COLISÃO
A
A
C
A TRANSMITE
C TRANSMITE
RECEBIDO DE A
RECEBIDO DE C
COLISÃO DETECTADA POR A
B C
COLISÃO DETECTADA POR C
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ExemploExemplo
• eficiencia = 1/(1 + 6,44t/T)– t: tempo de propagação
• L = 200m então t=1 10-6s
– T: tempo para transmitir o quadro• T = 10 10-6 s (quadro de 100 bits a 10 Mbits/s)
L
A B
eficienciaL=200m = 60,8 %60,8 %
eficienciaL=2Km = 13,4%13,4%
eficienciaL=2Km e 100Mbits/s = 1,52 %1,52 %
HALF-DUPLEX
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LIMITAÇÕES DAS LANsLIMITAÇÕES DAS LANs
• O NÚMERO DE COMPUTADORES É LIMITADO – Como apenas um computador pode transmitir de cada vez, o
desempenho da rede diminui na medida em que muitos computadores são colocados no mesmo barramento.
• A DISTÂNCIA ENTRE OS COMPUTADORES É LIMITADA– Para evitar colisões, os computadores “escutam” o barramento
antes de transmitir, e só transmitem se o barramento estiver desocupado.
– Quanto maior a distância entre os computadores, maior a chance de ocorrer colisões no barramento, levando a rede para um estado de colapso e baixo desempenho.
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HUBSHUBS
• Hubs ou concentradores são dispositivos que simulam internamente a construção dos barramentos físicos.
HUBHUB
C A C A C A
A B C
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SWITCHSWITCH
• Hubs ou concentradores são dispositivos que simulam internamente a construção dos barramentos físicos.
A B C
SWITCHSWITCH
1 2 3C A
PORTA COMPUTADOR
1 A
A CA C
C A C A 3 C
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SWITCHSWITCH• Os switchs são dispositivos capazes de segmentar a rede local
analisando os endereços físicos. Permitem também interligar dispositivos que trabalham com velocidades de transmissão diferentes.
A B C
SWITCHSWITCH
HUBHUB
D E F
HUBHUB
G
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WANWAN• A redes WAN utilizam uma tecnologia de transmissão que permite
interligar um número ilimitado de comutadores em distâncias arbitrariamente grandes.
roteadorroteadorLANLAN LANLAN
LANLANPode ser uma ligação Pode ser uma ligação
ponto a pontoponto a ponto
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ROTEADORESROTEADORES
• Os roteadores são dispositivos responsáveis por rotear os pacotes através da rede. Cada roteador possui apenas uma visão local da rota, isto é, ele decide apenas para qual de suas portas enviar o pacote.
ROTEADORROTEADOR ??PACOTEPACOTE
PORTA
PORTA
PORTA
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QUADRO E PACOTEQUADRO E PACOTE
• Os pacotes são transportados no interior dos quadros.
CRCDADOSDESTINOORIGEMDESTINO ORIGEM
PACOTE
QUADRO
ENDEREÇO FÍSICO: endereço da placa de rede
ENDEREÇO DE REDE
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Endereço de RedeEndereço de Rede
• O agrupamento de computadores em rede permite reduzir a quantidade de informações na memória do roteador.
SWITCHSWITCH
SWITCHSWITCH
a b c
d e f
REDE 200.0.0.0/8
REDE 210.0.0.0/8
x
y
200.0.0.1 200.0.0.2 200.0.0.3
z m
210.0.0.1 210.0.0.2 210.0.0.3
z
se 200... envie para xse 210 ... envie para y
m 66.1.2.3 210.0.0.2
e y 66.1.2.3 210.0.0.2
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QUADRO E PACOTEQUADRO E PACOTE200.17.106.x
200.17.176.x
REDE LOCALETHERNET
ENLACE PONTO-A-PONTO
REDE LOCALTOKEN-RING
O PACOTE É SEMPRE O MESMO
O QUADRO MUDA DE ACORDO COM O MEIO FÍSICO
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Camada de TransporteCamada de Transporte
TRANSPORTE
REDE
ENLACE/FÍSICA
MAC
IP
PORTA PORTA
APLICAÇÃO
Processo Processo
TRANSPORTE
REDE
ENLACE/FÍSICA
MAC
IP
PORTA PORTA
APLICAÇÃO
Processo Processo
IP
TRANSPORTE
REDEREDE
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PORTASPORTAS
• Exemplo: Protocolo TCP/IP– Portas são números inteiros de 16 bits
– Padronização do IANA (Internet Assigned Number Authority)
00
10231023
10241024
6553565535
PORTAS RESERVADAS PARA SERVIDORES PADRONIZADOS
PORTAS UTILIZADAS POR CLIENTES E SERVIDORES NÃO PADRONIZADOS
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Comunicação Cliente-ServidorComunicação Cliente-Servidor
OutlookOutlook
NetscapeNetscape
Servidor Servidor WWWWWW
Servidor Servidor de de
emailemail
10102424 10102525 8080 2525
Porta bem Porta bem conhecidaconhecida
Porta aleatóriaPorta aleatória
Porta OrigemPorta Origem Porta DestinoPorta Destino DadosDados
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QUADRO, PACOTE E SEGMENTOQUADRO, PACOTE E SEGMENTO
CRCORIGEMDESTINOORIGEMORIGEM DESTINO
PACOTE
QUADRO
ENDEREÇOS FÍSICO
ENDEREÇOS DE REDE
DESTINO DADOS
PORTAS(ENDEREÇOS DE
PROCESSOS)
SEGMENTO
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Modelo de ReferênciaModelo de Referência
Aplicações
MODELO DE REFERÊNCIA
Sistema Operacional
Placa de Interface de Rede
Aplicações
Sistema Operacional
Placa de Interface de Rede
compatibilidade
Aplicações Aplicações
reuso de código
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AplicaçãoAplicação
Apresentação
Sessão
TransporteTransporte
RedeRede
Enlace de Enlace de DadosDados
FísicaFísica
Mensagens padronizadas.Dispositivo de Rede: Gateway de Aplicação (Proxy)
Comunicação entre processos.Dispositivo de Rede: Não há
Roteamento dos pacotes através de redes diferentesDispositivo de Rede: Roteador
Empacotamento de dados em quadros dentro da rede.Dispositivo de Rede: Ponte, Switch
Transmissão de bits através do meio físico.Dispositivo de Rede: Repetidor, Hub
OSI - Open Systems Interconnection ModelOSI - Open Systems Interconnection Model
Comunicação com controle de estado.
Representação de dados independente da plataforma.
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2
11
3
4
5
6
7
processotransmissor
7
dados76
dados765
dados7654
dados7653
dados7654
4
32
dados7654321
2
E 1
2
11
3
4
5
6
7
processoreceptor
dados7
dados76
dados765
dados7654
dados7653
dados7654
4
32
dados7654321
2
E 1
dados dados
PPDU
SPDU
TPDU
NPDU
DL-PDU
APDUdados
0 1 0 0 1 0 0 ...
pacote
quadro
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Comunicação no Modelo OSIComunicação no Modelo OSI
AplicaçãoAplicação
Apresentação
Sessão
TransporteTransporte
RedeRede
Enlace de DadosEnlace de Dados
FísicaFísica
AplicaçãoAplicação
Apresentação
Sessão
TransporteTransporte
RedeRede
Enlace de DadosEnlace de Dados
FísicaFísica
protocolo aplicação
protocolo apresentação
protocolo sessão
protocolo transporte
protocolo rede
protocolo enlace
protocolo da camada física
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AplicaçãoAplicação
Apresentação
Sessão
TransporteTransporte
RedeRede
Enlace de DadosEnlace de Dados
FísicaFísica
Camadas do Modelo OSI
Gateway de Aplicação
Router
Ponte, Switch
Hub, Repetidor
Ethernet, Fast-Ethernet, Token-
Ring, etc.
IP, IPX
TCP, SPX, NetBEUI
HTTP, FTP, SMB, SMTP, POP3, IMAP4, DNS,
NetBIOS, DHCP, etc
bit
quadro
pacote
segmento
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Repetidor: BIT
amplitude
distância
fibra
cobre
repetidor
1 0 1 0 1 1 0 1 0 1
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Hub: Bit
Hub
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SWITCH: QUADRO
• Ponte/Switch: operam na camada de enlace de dados do modelo OSI– é capaz de filtrar o tipo de tráfego, direcionando
os dados apenas para o caminho que realmente precisa ser conduzido (transmissão ou recepção).
– para filtrar o tráfego ele analisa o cabeçalho dos quadros.
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SWITCH = SWITCH = Dispositivo da Camada de EnlaceDispositivo da Camada de Enlace
DISPOSITIVO DE ENLACE
HUB HUB
A B C D E F
G H
1 2 3 4
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• Roteadores: operam na camada de rede do modelo OSI.– Permite interligar redes com tecnologia de enlace
diferente.– Para isso:
• destroem o quadro recebido e extraem o pacote.
• analisam o endereço do pacote e escolhem uma porta de saída.
• constrói um novo quadro segundo a tecnologia de enlace utilizada na porta de saída.
ROTEADOR: PACOTE
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RoteamentoRoteamento200.17.106.x
200.17.176.x
INTERNET
WAN PRIVADA
WAN PÚBLICA
REDE LOCAL
ENLACE PONTO-A-PONTO
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GATEWAY: PROTOCOLO DE APLICAÇÃO
• Gateways: operam nas camadas superiores do modelo OSI– são capazes de analisar o conteúdo dos
pacotes, convertendo, se necessário, protocolos de aplicação.
– utilizados para interligar redes locais com mainframes, e sistemas de correio eletrônico dissimilares.
Redes TCP/IP
II - Arquitetura TCP/IPII - Arquitetura TCP/IP
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Arquitetura TCP/IPArquitetura TCP/IP
REDE
REDE REDE
REDE
gatewayinternet
internet
• INTERNET = ARQUITETURA TCP/IP
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Endereços IPEndereços IP
• Endereço IP: Indentificador de Rede + Indentificador de HOST
Identificador darede
Identificador dohost
Endereço IP de 32 bits
REDE
internet
REDE REDE
REDE
hosts com omesmoidentificador derede.
hosts comidentificadores
de rededistintos.
host
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Notação Decimal PontuadaNotação Decimal Pontuada
10000000 00001010 00000010 00011110
2726252423222120 2726252423222120 2726252423222120 2726252423222120
27=128 23+21=10 21=2 24+23+22+21=30
128.10.2.30notação decimalpontuada
notaçãobinária
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REGRA BÁSICA PARA ATRIBUIÇÃO DE REGRA BÁSICA PARA ATRIBUIÇÃO DE ENDEREÇOS IPENDEREÇOS IP
• HOSTS NA MESMA REDE LOCAL– DEVEM TER O MESMO ID DE REDE
• HOSTS COM ID DE REDE DIFERENTE– DEVEM SER LIGADOS ATRAVÉS DE
ROTEADORES.
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Distribuição de IP’sDistribuição de IP’s
IANA
ARIN
FAPESP
PROVEDOR
REDE CORPORATIVA
Américas e Caribe
Mundo
Brasil
Embratel, Impsat, etc
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Classes de EndereçamentoClasses de Endereçamento
C las se Form ato d o E n d ereço O rganização da R e de Intervalo d osen dere ço s da c lasse
A 0 Iden tificadorda Rede
Iden tificador doH ost
7 bits 24 bits
127 redes com a té16777216 hosts .
de 1 .0 .0 .0 a té127 .255.2 55 .255.
B 10 Iden tificadorda Rede
Iden tificador doH ost
14 bits 16 bits
16384 redes com a té65535 hos ts .
de 128 .0 .0 .0 a té191 .255.2 55 5.255 .
C 11 0 Iden tificadorda Rede
Iden tificador doH ost
21 bits 8 bits
2097152 redes com até255 ho sts .
de 192 .0 .0 .0 a té233 .255.2 55 5.255 .
ENDEREÇOS PRIVADOS (CATEGORIA 1)
1 REDE CLASSE A: 10.0.0.0 a 10.255.255.255 16 REDES CLASSE B: 172.16.0.0 a 172.31.255.255256 REDES CLASSE C: 192.168.0.0 a 192.168.255.255
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Classe IPClasse IP
A
B
C
16 milhões
65 mil
255
...
10.x.x.x
...
172.68.x.x
...
200.134.51.x
2007, Edgard Jamhour
roteador
O roteador possui dois endereços IP, um para cada rede.
200.0.0.2
endereço classe CMÁSCARA: 255.255.255.0
identificador de rede identificador do host
200.0.0.3 200.0.0.4 200.0.0.5
200.0.0.1
200.0.1.1
200.0.1.2 200.0.1.3 200.0.1.4 200.0.1.5
2007, Edgard Jamhour
Como atribuir IP’s para rede abaixo?Como atribuir IP’s para rede abaixo?
...
300 computadores 200 computadores
...
SÃO PAULO CURITIBA
2007, Edgard Jamhour
Como atribuir IP’s para rede abaixo?Como atribuir IP’s para rede abaixo?
...
150 computadores
SÃO PAULO
...
150 computadores
DUAS CLASSES C512 endereços
...
300 computadores
SÃO PAULO
UMA CLASSE B65536 endereços
2007, Edgard Jamhour
SubRedesSubRedes e SuperRedes e SuperRedes
• A Máscara de Subrede– 32 bits em notação decimal pontuada.
• bits 1 indicam o endereço da subrede • bits 0 o endereço do host.
• Máscaras Default:– classe A: 255.0.0.0 ou /8 ou
• 11111111.00000000. 00000000. 00000000.
– classe B: 255.255.0.0 ou /16 ou• 11111111. 11111111. 00000000. 00000000.
– classe C: 255.255.255.0 ou /24 ou• 11111111. 11111111. 11111111. 00000000.
2007, Edgard Jamhour
Como Atribuir IP’s para rede abaixo?Como Atribuir IP’s para rede abaixo?
...
100 computadores 50 computadores
...
SÃO PAULO CURITIBA
50 computadores
...
RIO DE JANEIRO
200.17.98.0255.255.255.0
2007, Edgard Jamhour
Divisão dos IP’sDivisão dos IP’s
200.17.98.0200.17.98.127
200.17.98.128200.17.98.191
200.17.98.192200.17.98.255
REDE 1:ENDEREÇO DE BASE: 200.17.98.0MÁCARA: 255.255.255.128
255.255.255.0
255.255.255.00000000255.255.255.10000000255.255.255.11000000 = 255.255.255.192
REDE 3:ENDEREÇO DE BASE: 200.17.98.128MÁCARA: 255.255.255.192
REDE 4:ENDEREÇO DE BASE: 200.17.98.192MÁCARA: 255.255.255.192
2007, Edgard Jamhour
ExemploExemplo
• Por default, a máscara de uma rede classe B é – 255.255.0.0.– 11111111. 11111111. 00000000. 00000000.
• Para dividir a rede em 4 subredes, utiliza-se a máscara:– 255.255.192.0 – 11111111. 11111111. 11000000. 00000000.
• Exemplo: a rede 128.0.x.x seria dividida em:
1: 128.0.0.0 a 128.0.63.255
2: 128.0.64.0 a 128.0.127.255
3: 128.0.128.0 a 128.0.191.255
4: 128.0.192.0 a 128.0.255.255
00
01
10
11
16K
16K
16K
16K
64K
2007, Edgard Jamhour
...
900 computadores 600 computadores
...
SÃO PAULO CURITIBA
800 computadores
...
RIO DE JANEIRO
128.0.64.1128.0.0.1
128.0.128. 1
128.0.0.2255.255.192.0
128.0.3.134255.255.192.0
128.0.64.2255.255.192.0
128.0.66.90255.255.192.0
128.0.128.2255.255.192.0
128.0.131.32255.255.192.0
2007, Edgard Jamhour
Endereços IP especiaisEndereços IP especiais
• Não podem ser atribuídos a nenhuma estação:
– 127.0.0.1: • Endereço de Loopack
– 255.255.255.255: • BroadCast
– x.x.x.255/24: • BroadCast para uma rede classe C
– x.x.255.255/16: • BroadCast para uma rede classe B
– x.255.255.255/8: • BroadCast para uma rede classe A
– 0.0.0.0: • Endereço de Inicialização (DHCP)
2007, Edgard Jamhour
Loopback = Transmissão LocalLoopback = Transmissão Local
• Os datagramas com endereço de loopback não são enviados para rede. – Eles são tratados localmente pela própria estação como datagramas
recebidos.
• Recomendação do IETF: 127.0.0.0/8 é reservado para loopback
processoprocesso
IP 200.17.98.217IP 200.17.98.78
IP 127.0.0.1
processoprocessoprocessoprocesso
2007, Edgard Jamhour
Mapeamento de EndereçosMapeamento de Endereços
• O endereços IP são endereços temporários.• O verdadeiro identificador da estação para rede é o endereço MAC
– endereço físico associado a placa adaptadora de rede: NIC - Network Interface Card.
MAC (00-60-08-16-85-B3)
IP (200.17.98.217)
NICNIC
Endereços de 48 bits (6 bytes)
2007, Edgard Jamhour
Endereço MACEndereço MAC
• O padrão IEEE 802 define 2 formas de endereçamento MAC– endereços administrados localmente
• Quem instala a placa de rede.
– endereços universais• Pelo fabricante.
1 2 3 4 5 6
Código do Frabricante
Número deSérie
2007, Edgard Jamhour
Filtragem de EndereçosFiltragem de Endereços
MAC
FÍSICAFÍSICA
REDEREDE
IP
MACD = PLACA DE REDE LOCALMACD = BROADCAST (FF.FF.FF.FF.FF.FF)
MACD MACO DADOS CRC
INTERRUPÇÃO
2007, Edgard Jamhour
Relação entre IP e MACRelação entre IP e MAC
Estação A
NICendereçofísico MACA
endereço IPA Estação B endereço IPB
endereço físicoMACB
MACB MACA IPB IPA Dados
datagrama
quadro
NIC
2007, Edgard Jamhour
Address Resolution Protocol - ARPAddress Resolution Protocol - ARP
• O ARP é um protocolo que efetua a conversão de endereços IP para MAC.– As mensagens são passadas para a camada de rede especificando o
destinatário através do endereço IP.
– O protocolo ARP precisa determinar o endereço MAC do destinatário para passa a camada de enlace de dados.
TipoTipo MAC de Destino
MAC de Origem
Dado ECCECC
IP ORIGEMIP ORIGEM IP DESTINOIP DESTINO DadoDadoRedeRede
Enlace de DadosEnlace de DadosLLCLLC + +MACMAC
2007, Edgard Jamhour
ARPARP
A B C
ARPARPREQUESTREQUEST
ARPARPREPLYREPLY
qual o MAC do IP 200.134.51.6 ? o MAC do IP 200.134.51.6 é C ?
2007, Edgard Jamhour
ARPARP
• O protocolo ARP compara o endereço IP de todos os datagramas enviados na ARP Cache.– Se ele for encontrado, o endereço MAC é copiado da cache.– Se não, um pacote ARP Request é enviado em broadcast
para subrede.• Se o destinatário final for um endereço IP externo, o ARP resolve
o endereço para o roteador ao invés do destinatário final.
ARP Cache
endereço IP endereço MAC tipo200.17.98.217 00-60-08-16-85-B3 dinâmico10.17.98.30 00-60-08-16-85-ca dinâmico
2007, Edgard Jamhour
O ARP só funciona na rede localO ARP só funciona na rede local
ARP request o roteador não propaga broadcast
2007, Edgard Jamhour
Detecção de Endereços IP DuplicadosDetecção de Endereços IP Duplicados
• O ARP é utilizado para identificar se existem IP’s duplicados.
• Quando o endereço IP de uma maquina é configurado, ela envia uma mensagem ARP perguntando o MAC desse IP.
• Se alguém responder, então o endereço já existe.
2007, Edgard Jamhour
RoteamentoRoteamento
REDE
internet
comunicação intra-rede.
comunicação inter-redes
REDE
REDE
REDE
2007, Edgard Jamhour
RoteamentoRoteamento
• Comunicação intra-rede– Os endereço FÍSICO de destino é o endereço MAC do
computador de destino.• Comunicação inter-redes
– O endereço FÍSICO de destino é o endereço MAC do roteador ligado a mesma rede física que a estação transmissora.
IP ORIGEM
IP DESTINO
DADOSMAC ORIGEM
MAC DESTINO
IP ORIGEM
IP DESTINO
DADOSMAC ORIGEM
MAC ROTEADOR
INTRA-REDE
INTER-REDES
2007, Edgard Jamhour
Comunicação Inter-RedesComunicação Inter-Redes
• O endereço IP de origem e de destino se mantém os mesmos durante todos os saltos de um pacote através de vários roteadores.
• O endereço MAC é modificado para endereçar os elementos participantes de cada salto.
emissoremissor receptorreceptor
128.0.0.1 129.0.0.7Router 1 Router 2
MAC1MAC2 MAC3 MAC4 MAC5 MAC6
2007, Edgard Jamhour
Comunicação Inter-RedesComunicação Inter-Redes
IPA IPD
IPBIPC
A
B
D
A B
C
IPIPAA IP IPDD C D IPIPAA IP IPDD
2007, Edgard Jamhour
ExemploExemplo
emissor
roteador roteadorrede 10.0.0.0 rede 20.0.0.0
receptor
rede 30.0.0.0
IP: 10.0.0.2endereço físico: A
IP: 10.0.0.3endereço físico: B
IP: 20.0.0.2endereço físico: C
IP: 20.0.0.3endereço físico: D IP: 30.0.0.3
endereço físico: E IP: 30.0.0.2endereço físico: F
quadro
primeiro salto:IP origem: 10.0.0.2IP destino: 30.0.0.2endereço físico de origem: Aendereço físico de destino: B
segundo salto:IP origem: 10.0.0.2IP destino: 30.0.0.2endereço físico de origem: Cendereço físico de destino: D
terceiro salto:IP origem: 10.0.0.2IP destino: 30.0.0.2endereço físico de origem: Eendereço físico de destino: F
quadroquadro
2007, Edgard Jamhour
Tabela de RoteamentoTabela de Roteamento
• FORMATO GERAL
• REDE DESTINO: 200.134.51.0 255.255.255.0 • GATEWAY: 200.134.51.1• INTERFACE: ETHER0 ou 200.17.98.23 • CUSTO: 1
200.134.51.0
200.134.51.255
ENDEREÇO DE BASE
PROPRIEDADE: O resultado de um E-BINARIO de
qualquer endereço da rede com a máscara resulta sempre no
endereço de base.
2007, Edgard Jamhour
DefiniçõesDefinições
• GATEWAY: Porta do roteador que deverá intermediar a entrega.– O IP do gateway NÃO é diretamente utilizado. – De fato, o IP é utilizado para encontrar o endereço
físico da porta do roteador usando o protocolo ARP.
• INTERFACE: Porta pelo qual o datagrama será enviado.– No caso de um computador, em geral só existe uma
porta. – Roteadores possuem duas ou mais portas.
2007, Edgard Jamhour
DefiniçõesDefinições
• REDE: Indica o destino da rota.• MÁSCARA: define a amplitude do destino.
– 200.134.51.0 (MASCARA 255.255.255.0):• Rota para os computadores:
– 200.134.51.0 a 200.134.51.255
– 200.134.0.0 (MASCARA 255.255.0.0): • Rota para os computadores:
– 200.134.0.0 a 200.134.255.255.
– 200.134.51.6 (MASCARA 255.255.255.255): • Rota para o computador:
– 200.134.51.6.
2007, Edgard Jamhour
Exemplo de Tabelas de RoteamentoExemplo de Tabelas de Roteamento
roteador 1
roteador 2
INTERNET
REDE 200.134.51.0/24
REDE 200.17.98.0/24
200.17.98.23
200.134.51.1
200.130.0.1200.130.0.2
200.134.51.24
200.134.51.25
2007, Edgard Jamhour
Exemplo de Tabela de RoteamentoExemplo de Tabela de Roteamento
TABELA DA ESTACAO 200.134.51.24:Rede Gateway Interface200.134.51.0 (255.255.255.0) 200.134.51.24 200.134.51.24 0.0.0.0 (0.0.0.0) 200.134.51.1 200.134.51.24
OBSERVAÇÃO:
Alguns sistemas costumam identificar a interface por um nome lógico, ao invés do IP.
roteador 1
200.134.51.1
200.134.51.24
200.134.51.25
2007, Edgard Jamhour
Sequência de Análise da RotaSequência de Análise da Rota
• 1) DA ROTA MAIS ESPECÍFICA PARA A ROTA MAIS GENÉRICA– ROTA MAIS ESPECÍFICA:
• ROTA COM MENOS ZEROS NA MÁSCARA
• 2) DA ROTA COM MENOR CUSTO PARA ROTA DE MAIOR CUSTO
• 3) ORDEM DAS ROTAS NA TABELA
2007, Edgard Jamhour
Exemplo de Tabela de RoteamentoExemplo de Tabela de Roteamento
TABELA DO ROTEADOR 1:Rede Gateway Interface200.134.51.0 (255.255.255.0) 200.134.51.1 200.134.51.1200.17.98.0 (255.255.255.0) 200.17.98.23 200.17.98.230.0.0.0 (0.0.0.0) 200.130.0.2 200.130.0.1
roteador 1
roteador 2
INTERNET
REDE 200.134.51.X
REDE 200.17.98.X
200.17.98.23
200.130.0.1 200.130.0.2
200.134.51.1
2007, Edgard Jamhour
Exercício 1Exercício 1
• Construa a tabela de roteamento do Roteador 1
200.17.98.0200.17.98.23
INTERNET
1
255.255.255.0
200.134.51.0
255.255.255.0
200.17.98.1 200.134.51.1
3INTERNET
2
200.0.0.1 200.0.0.2
2007, Edgard Jamhour
TABELA DE ROTEAMENTOTABELA DE ROTEAMENTO
Rede Destino Mascara Gateway CustoInterface
200.134.51.0 255.255.255.0 200.134.51.1 1200.134.51.1
200.17.98.0 255.255.255.0 200.17.98.1 1200.17.98.1
0.0.0.0 0.0.0.0 200.0.0.1 1200.0.0.2
0.0.0.0 0.0.0.0 200.17.98.23 2200.17.98.1
2007, Edgard Jamhour
Exercício 2: Exercício 2:
• Utilizando a classe C: 200.0.0.0 (255.255.255.0)– A) distribua os IP’s nas duas redes abaixo – B) defina a tabela de roteamento do roteador 1.
INTERNET
1 2
200.0.0.0255.255.255.128
200.0.0.128255.255.255.128
200.0.0.1 200.0.0.129
200.0.0.131
200.0.0.130200.0.0.2
10.0.0.1
10.0.0.2
2007, Edgard Jamhour
Divisão dos IP’sDivisão dos IP’s
200.0.0.0
200.0.0.127
200.0.0.128
200.0.0.255
REDE 1: 200.0.0.0
ENDEREÇO DE BASE: 200.0.0.0MÁCARA: 255.255.255.128
REDE 2: 200.0.0.128
ENDEREÇO DE BASE: 200.0.0.128MÁCARA: 255.255.255.128
255.255.255.0
2007, Edgard Jamhour
TABELA DE ROTEAMENTOTABELA DE ROTEAMENTO
Rede Destino Mascara Gateway CustoInterface
200.0.0.0 255.255.255.128 200.0.0.129 1200.0.0.131
200.0.0.128 255.255.255.128 200.0.0.131 1200.0.0.131
0.0.0.0 0.0.0.0 200.0.0.130 1200.0.0.131
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ANEXOANEXO
1.PROTOCOLO IP
2.PROTOCOLO TCP
3.PROTOCOLO UDP
4.PROTOCOLOS DE APLICAÇÃO
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Datagrama IPDatagrama IP
• Conceito: Denominação dada à unidade de dados do protocolo de rede IP. Os datagramas são transportados no campo de dados do quadros da camada de enlace de dados, num processo conhecido como encapsulamento.
Cabeçalho dodatagrama
Campo de dados do datagrama
Cabeçalho doquadro
Campo de dados do quadro
Camada de rede
Camada de enlacede dados
2007, Edgard Jamhour
Fragmentação de datagramasFragmentação de datagramas
• O tamanho máximo permitido para os quadros pode ser inferior ao tamanho máximo de um datagrama. Por exemplo, as redes Ethernet limitam o tamanho dos quadros a apenas 1500 bytes, enquanto os datagramas IP podem chegar até 64 K bytes. Nesse caso, é necessário transmitir um datragrama utilizando vários quadros.
Cabeçalho dodatagrama
Campo de dados do datagrama
Cabeçalho dodatagrama
Cabeçalho dodatagrama
Cabeçalho dodatagrama
Dados1
Dados2
Dados3
Fragmento 1 (Deslocamento 0)
Fragmento 2 (Deslocamento 600)
Fragmento 3 (Deslocamento 1200)
0 600 1200 1500 bytes
Dados1 Dados2 Dados3
o cabeçalho dodatagramaoriginal éreproduzido emcada um dossegmentos.
2007, Edgard Jamhour
Formato de um datagramaFormato de um datagrama
• O formato de um datagrama é mostrado abaixo:
VERS HLEN Tipo de serviço Comprimento total
Identificação flags Deslocamento do fragemento
Tempo de vida Protocolo Checksum do cabeçalho
Endereço IP de origem
Endereço IP de destino
Opções IP Preenchimento
Dados
Byte 1 Byte 2 Byte 3 Byte 4
0 4 8 12 16 20 24 28 31
…..
cabeçalho
dados
2007, Edgard Jamhour
Exercício 1Exercício 1
200.0.0.1MAC D
INTERNET
1
200.0.0.0255.255.255.0
2
200.10.0.1MAC C
200.0.0.3MAC A
200.0.0.2MAC B
E
G
I
FH
Rede mascara gateway interface200.0.0.0 255.255.255.0 200.0.0.3 200.0.0.30.0.00.0 0.0.0.0 200.0.0.1 200.0.0.3
ARP 200.0.0.2?ARP 200.0.0.1?
A_B A_C
Redes TCP/IP
AnexosAnexos
2007, Edgard Jamhour
RoteamentoRoteamento/Comutação/Comutação
Nó
Usuário
Link
Rota 1Rota 2
Subrede
Barramento
broadcastbroadcast
Ligação ponto a pontoLigação ponto a ponto
roteadorroteador
2007, Edgard Jamhour
ComutaçãoComutação
POR CIRCUITO
POR PACOTES
NÃODATAGRAMA
SIMCIRCUITO VIRTUAL
COMUTAÇÃO
ORIENTADA A CONEXÃO?
2007, Edgard Jamhour
Redes de comutação por circuitoRedes de comutação por circuito
– Estabelece um caminho dedicado entre a origem e o destino, antes que a comunicação se estabeleça.
• Exemplo: TDMA, CDMA, SHD, PDH, etc.
REDE COMUTADA POR CIRCUITO
C
A B
D
A banda é reservada, independente do tráfego.
2007, Edgard Jamhour
Redes de comutação por pacote
REDE COMUTADA POR PACOTE
– Não estabelece um caminho dedicado.
– As informações de endereçamento precisam ser intercaladas com o próprio fluxo de mensagens, numa operação de denominada empacotamento.
– Exemplos: TCP/IP, GPRS, etc.
2007, Edgard Jamhour
Redes de pacotes orientadas a conexãoRedes de pacotes orientadas a conexão
• Também conhecidas como circuito virtual• Determinam o caminho entre emissor e receptor antes
de iniciar a comunicação.• Os pacotes chegam sempre na ordem em que foram
enviados.– Exemplo: ATM e Frame-Relay
IDENTIFICADOR DE
CIRCUITO
VIRTUAL
PACOTE NUMA REDE ORIENTADA A CONEXÃO
OUTRAS
INFORMAÇÕES DE
CONTROLE
DADOS
2007, Edgard Jamhour
Redes de pacotes Redes de pacotes não não orientadas a orientadas a conexãoconexão
• Também conhecidas como datagrama.
• O caminho é determinado analisando o endereço de cada pacote.
• Os pacotes podem chegar fora de ordem.– Exemplo: TCP/IP
ENDEREÇO
DE
ORIGEM
OUTRAS
INFORMAÇÕES DE
CONTROLE
DADOS
PACOTE NUMA REDE NÃO ORIENTADA A CONEXÃO
ENDEREÇO
DE
DESTINO
2007, Edgard Jamhour
REDESREDES
• IP: Não orientadas a conexão
• ATM: Orientadas a conexão
Utiliza o endereço dos computadores
Utiliza um identificador de conexãoswitch
roteador
2007, Edgard Jamhour
RoteamentoRoteamento
Subrede
ID de circuito
Destinatário final