mestrado tópicos anvançados em redes de computadores redes prof. edgard jamhour email:...

Mestrado

Tópicos Anvançados em Redes de Computadores

RedesRedes

Prof. Edgard Jamhour

email: [email protected]: http://ppgia.pucpr.br/~jamhour

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]

2000, Edgard Jamhour

PROGRAMAPROGRAMA

• Ementa• Revisão da arquitetura IP. • Criptografia e IPsec. • Stateful Firewalls. • Tecnologias para Wireless LAN e Wireless WAN. • IP Móvel. • Serviço de Dados em Redes Celulares. • QoS em redes IP. • QoS em redes Móveis. • Policy Based Networking. • IPv6 e Mecanismos de Transição para IPv4. • SOAP e Web Services.


BIBLIOGRAFIABIBLIOGRAFIA• RFC's selecionadas do IETF dos seguintes grupos de trabalho (entre

outros):•

– Policy Framework: http://www.ietf.org/html.charters/policy-charter.html – IP Security Policy: http://www.ietf.org/html.charters/ipsp-charter.html – IP Sercurity Protocol: http://www.ietf.org/html.charters/ipsp-charter.html – IP Routing for Wireless/Mobile Hosts:

http://www.ietf.org/html.charters/mobileip-charter.html – QoS: http://www.ietf.org/html.charters/diffserv-charter.html e

http://www.ietf.org/html.charters/issll-charter.html – Next Generation Transition: http://www.ietf.org/html.charters/ngtrans-

charter.html –

• Publicações nos seguintes sites:•

– Distributed Management Task Force: www.dmtf.org – World Wide Web Consortium: www.w3.org


AULA 1: REVISÃOAULA 1: REVISÃO

• 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

Mestrado


I - Tecnologias de RedesI - Tecnologias de Redes


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

A B DADOS

quadro

CRC


QUADROQUADRO• O quadro (frame) é a menor estrutura de informação transmitida

através de uma rede local.

A B DADOS CRC

FECHOCABEÇALHO

ENDEREÇO (FÍSICO) DE ORIGEM

ENDEREÇO (FÍSICO) DE DESTINO


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


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


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


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


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


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.


HUBSHUBS• Hubs ou concentradores são dispositivos que simulam

internamente a construção dos barramentos físicos.

HUBHUB

A C A C A C

A B C


SWITCH (Transparent Bridging)SWITCH (Transparent Bridging)• Hubs ou concentradores são dispositivos que simulam internamente a

construção dos barramentos físicos.

A B C

SWITCHSWITCH

1 2 3A C

PORTA COMPUTADOR

1 A

C AC A

A C A C 3 C


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


Switch: Isolando Domínios de ColisãoSwitch: Isolando Domínios de Colisão

• Packet sniffing pode ser combativo de duas formas: com criptografia e com switches. Os computadores que estão conectados a portas isoladas de um switch são imunes a sniffing.

A B C

SWITCH

HUBHUB

D E F

HUBHUB

G

Mesmo domínio

de broadcast

Não há possibilidade

de sniffing


LAN Switching e VLANsLAN Switching e VLANs• SEGMENTO = Domínio de Colisão

– Os computadores de um Hub estão no mesmo segmento físico.• VLAN = Domínio de Broadcast

– O tráfego de broadcast pode passar de uma VLAN para outra apenas através de um roteador.

A

SWITCH

B

C

D

FF.FF.FF.FF.FF.FF

FF.FF.FF.FF.FF.FF

FF.FF.FF.FF.FF.FF

E

A,B,C: VLAN 1D,E: VLAN 2


Modos das Portas de SwitchModos das Portas de Switch• As portas de um switch pode trabalhar em dois

modos:– Modo Access

• Cada porta do switch pertence a uma única VLAN.• Quadros Ethernet: Formato Normal.

– Modo Trunk• O tráfego de múltiplas VLANs é multiplexado em um único link

físico.• Usualmente interconectam switches.• Quadros Ethernet: formato especial (VLAN).• Apenas computadores com placas especiais podem se

conectar a essas portas.


VLANVLAN

SWITCH SWITCH

SWITCH

A

B C

D

E

VLAN 1,2,3VLAN 1,2,3

VLAN 1,2,3VLAN 1

VLAN 2 VLAN 2

VLAN 3

VLAN 2

TRUNKACCESS


Protocolos TrunkProtocolos Trunk• Os quadros nas interfaces trunk são formatados em

quadros especiais para identificar a quais LANs eles pertencem. Os protocolos trunk podem ser:– Proprietários: Cisco Inter-Switch Link (ISL)– Padrões baseados no IEEE 802.1Q

Endereço Físico de Destino

Endereço Físico de Origem

Identificador de Tipo de

VLAN

Prioridade e VLAN ID

Dados CRC

6 Bytes 6 Bytes 2 Bytes 2 Bytes

Esses campos são removidos quando o quadro é enviado para

uma interface do tipo access.


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


RoteamentoRoteamento/Comutação/Comutação

Nó

Usuário

Link

Rota 1Rota 2

Subrede

Barramento

broadcastbroadcast

Ligação ponto a pontoLigação ponto a ponto

roteadorroteador


ComutaçãoComutação

POR CIRCUITO

POR PACOTES

NÃODATAGRAMA

SIMCIRCUITO VIRTUAL

COMUTAÇÃO

ORIENTADA A CONEXÃO?


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.


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.


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 DECIRCUITO VIRTUAL

PACOTE NUMA REDE ORIENTADA A CONEXÃO

OUTRAS INFORMAÇÕES DECONTROLE

DADOS


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

ENDEREÇODE ORIGEM

OUTRAS INFORMAÇÕES DECONTROLE

DADOS

PACOTE NUMA REDE NÃO ORIENTADA A CONEXÃO

ENDEREÇODE DESTINO


REDESREDES• IP: Não orientadas a conexão

• ATM: Orientadas a conexão

Utiliza o endereço dos computadores

Utiliza um identificador de conexãoswitch

roteador


RoteamentoRoteamento

Subrede

ID de circuito

Destinatário final


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


QUADRO E PACOTEQUADRO E PACOTE• Os pacotes são transportados no interior dos

quadros.

CRCDADOSDESTINOORIGEMORIGEM DESTINO

PACOTE

QUADRO

ENDEREÇO FÍSICO: endereço da placa de rede

ENDEREÇO DE REDE


QUADRO E PACOTEQUADRO E PACOTE200.17.106.x

200.17.176.xREDE LOCALETHERNET

ENLACE PONTO-A-PONTO

REDE LOCALTOKEN-RING

O PACOTE É SEMPRE O MESMO

O QUADRO MUDA DE ACORDO COM O MEIO FÍSICO


Camada de TransporteCamada de Transporte

TRANSPORTE

REDE

ENLACE/FÍSICAMAC

IP

PORTA PORTA

APLICAÇÃO

Processo Processo

TRANSPORTE

REDE

ENLACE/FÍSICAMAC

IP

PORTA PORTA

APLICAÇÃO

Processo Processo

IP

TRANSPORTE

REDEREDE


PORTASPORTAS• Exemplo: Protocolo TCP/IP

– Portas são números inteiros de 16 bits– Padronização do IANA (Internet Assigned Number Authority)

00

1023102310241024

6553565535

PORTAS RESERVADAS PARA SERVIDORES PADRONIZADOS

PORTAS UTILIZADAS POR CLIENTES E SERVIDORES NÃO PADRONIZADOS


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


QUADRO, PACOTE E SEGMENTOQUADRO, PACOTE E SEGMENTO

CRCORIGEMDESTINOORIGEMORIGEM DESTINO

PACOTE

QUADRO

ENDEREÇOS FÍSICO

ENDEREÇOS DE REDE

DESTINO DADOS

PORTAS(ENDEREÇOS DE

PROCESSOS)

SEGMENTO


Modelo de ReferênciaModelo de Referência

PROTOCOLOS

HARDWARE

SERVIÇOS• Sistema

Operacional de Rede

• MODELO DE REFERÊNCIA


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.


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


Comunicação no Modelo OSIComunicação no Modelo OSIAplicaçãoAplicação

Apresentação

Sessão


RedeRede

Enlace de DadosEnlace de Dados

FísicaFísica


Apresentação

Sessão


RedeRede


FísicaFísica

protocolo aplicação

protocolo apresentação

protocolo sessão

protocolo transporte

protocolo rede

protocolo enlace

protocolo da camada física



Apresentação

Sessão


RedeRede


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

Mestrado


II - Arquitetura TCP/IPII - Arquitetura TCP/IP


Arquitetura TCP/IPArquitetura TCP/IP

REDE

REDE REDE

REDE

gatewayinternet

internet

• INTERNET = ARQUITETURA TCP/IP


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


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


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.


Distribuição de IP’sDistribuição de IP’sIANA

ARIN

FAPESP

PROVEDOR

REDE CORPORATIVA

Américas e Caribe

Mundo

Brasil

Embratel, Impsat, etc


Classes de EndereçamentoClasses de Endereçamento

C lasse Form a to d o E n d ereço O rga nização da R ede 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 .255.255 .255.

B 10 Iden tificadorda Rede


14 bits 16 bits

16384 re des com a té65535 hos ts.

de 128 .0 .0.0 a té191 .255.255 5.255 .

C 11 0 Iden tificadorda Rede


21 bits 8 bits

2097152 re des com até255 hosts .

de 192 .0 .0.0 a té233 .255.255 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


Classe IPClasse IP

A

B

C

16 milhões

65 mil

255

...

10.x.x.x

...

172.68.x.x

...

200.134.51.x


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


Como atribuir IP’s para rede abaixo?Como atribuir IP’s para rede abaixo?

...

300 computadores 200 computadores

...

SÃO PAULO CURITIBA


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


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

• 11111111.00000000. 00000000. 00000000.

– classe B: 255.255.0.0 ou • 11111111. 11111111. 00000000. 00000000.

– classe C: 255.255.255.0 ou • 11111111. 11111111. 11111111. 00000000.


Como Atribuir IP’s para rede abaixo?Como Atribuir IP’s para rede abaixo?

...


...

SÃO PAULO CURITIBA

800 computadores

...

RIO DE JANEIRO


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 128.0.128.255 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


...


...

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


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: • BroadCast para uma rede classe A

– x.x.255.255: • BroadCast para uma rede classe B

– x.255.255.255: • BroadCast para uma rede classe C

– 0.0.0.0: • Endereço de Inicialização (DHCP)


LoopbackLoopback• LoopBack = Enviar para si mesmo. • Os datagramas com endereço IP 127.x.x.x não são enviados para

rede. Eles são tratados localmente pela própria estação como datagramas recebidos.

processoprocesso processoprocesso processoprocesso

IP 200.17.98.217 IP 200.17.98.78

IP 127.0.0.1


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)


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


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


Relação entre IP e MACRelação entre IP e MAC

Estação A

NICendereçofísico MACA

endereço IPA Estação B endereço IPB

endereço físicoMACB

MACA MACB IPB IPA Dados

datagrama

quadro

NIC


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


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 ?


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


O ARP só funciona na rede localO ARP só funciona na rede local

ARP request o roteador não propaga broadcast


RoteamentoRoteamento

REDE

internet

comunicação intra-rede.

comunicação inter-redes

REDE

REDE

REDE


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 TRANSMISSOR

IP DESTINATARIO

DADOSMAC DESTINATARIO

MAC TRANSMISSOR

IP TRANSMISSOR

IP DESTINATARIO

DADOSMAC ROTEADOR

MAC TRANSMISSOR

INTRA-REDE

INTER-REDES


Comunicação Inter-RedesComunicação Inter-Redes

IPA IPD

IPBIPC

A

B

D

B A

C

IPIPAA IP IPDD D C IPIPAA IP IPDD


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.


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.


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.


Exemplo de Tabelas de RoteamentoExemplo de Tabelas de Roteamento

roteador 1

roteador 2

INTERNET

REDE 200.134.51.X

REDE 200.17.98.X200.17.98.23

200.134.51.1

200.130.0.1200.130.0.2

200.134.51.24

200.134.51.25


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


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


Exemplo de Tabela de RoteamentoExemplo de Tabela de RoteamentoTABELA 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


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


TABELA DE ROTEAMENTOTABELA DE ROTEAMENTO

Rede Destino Mascara Gateway CustoInterface


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.

INTERNET1 2100

computadores100

computadores


Divisão dos IP’sDivisão dos IP’s

200.0.0.0

200.0.0.255

REDE 1:

ENDEREÇO DE BASE:MÁCARA:

REDE 2:

ENDEREÇO DE BASE:MÁCARA:

255.255.255.0


TABELA DE ROTEAMENTOTABELA DE ROTEAMENTO

Rede Destino Mascara Gateway CustoInterface


ANEXOANEXO

1.PROTOCOLO IP2.PROTOCOLO TCP3.PROTOCOLO UDP4.PROTOCOLOS DE APLICAÇÃO


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


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.


Campo de dados do datagrama




Dados1

Dados2

Dados3

Fragmento 1 (Deslocamento 0)



0 600 1200 1500 bytes

Dados1 Dados2 Dados3

o cabeçalho dodatagramaoriginal éreproduzido emcada um dossegmentos.


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


Protocolo do nível de transporteProtocolo do nível de transporte• Conceito: Os protocolos de transporte são capazes de manipular múltiplos endereços

numa mesma estação, permitindo que várias aplicações executadas no mesmo computador possam enviar e receber datagramas independentemente.

Camada Física

meio físico de transmissão

Camada de Enlace dedados

representação elétrica ou óptica

representação lógica binária0001101010101010101010001

Dados

Camada de Rede(IP)

Dados

quadros

Camada de Transporte(TCP ou UDP)

Dados

datagrama IP

Camada de AplicaçãoUnidade de dados doprotocolo de transporteT-PDU

cabeçalhode controle

A T-PDU éencapsulada no campode dadosdodatagramaIP.


Protocolo TCPProtocolo TCP• Conceito: Protocolo da camada de transporte que oferece um serviço de

comunicação confiável e orientado a conexão sobre a camada de rede IP.

• O Protocolo TCP (Transmission Control Protocol) é um protocolo orientado a conexão destinado a construir comunicações ponto a ponto confiáveis.

• O protocolo TCP utiliza um nível de endereçamento complementar aos endereços IP, que permite distinguir vários endereços de transporte numa mesma estação.

• Os endereços de transporte são números inteiros de 16 bits denominados

portas.


Endereçamento por PortasEndereçamento por Portas

128.10.2.3 128.10.2.4 128.10.2.5ESTAÇÃO A ESTAÇÃO B ESTAÇÃO C

O protocolo TCP identifica uma conexãopelo par (IP,porta) de ambas as

extremidades. Dessa forma, uma mes maporta pode ser usada para estabelecersimultaneamente duas conexões sem

nenhuma ambiguidade.

Conexão bid irecional formadapelo par (128.10.2.5,1184) e

(128.10.2.4,53)

AplicaçãoA

AplicaçãoB

AplicaçãoC

Conexão bid irecional formada pelopar (128.10.2.3,1184) e

(128.10.2.4,53)

A aplicação B se comunica como seestivesse utilizando uma ligação ponto aponto dedicada com cada uma das outras

aplicações.

CAMADAIP

CAMADA DEAPLICAÇÃO

CAMADASINFERIO RES

Porta53CAMADA

TDP

Porta25

Porta1069

Porta53

Porta1184

Porta1184

4


TCP = Protocolo ConfiávelTCP = Protocolo Confiável

Processo Transmissor

KernelKernelREDEREDE

Processo Processo ReceptorReceptor

KernelKernel

Mensagem

NACK

Mensagem

ACK

A mensagem é retransmitida com NACK ou se não houver confirmação

• O protocolo TCP é um protocolo confiável e orientado a conexão.

Um protocolo confiável inclui mensagens para confirmação de recebimento


Controle de SeqüenciaçãoControle de Seqüenciação• O protocolo TCP oferece um serviço de comunicação orientado a

conexão, que garante que as mensagens serão recebidas na mesma seqüência em que foram transmitidas.

Mensagem Original

Dados0

0 200 500 800

200 Dados500Dados

bytes

SEGMENTO SEGMENTO SEGMENTO


Segmento TCPSegmento TCP

HLEN Reservado BITS DE CÓDIGO Janela de Recepção

Checksum Ponteiro de Urgência

Número de Seqüência

Número de Confirmação

Opções

Dados

Byte 1 Byte 2 Byte 3 Byte 4

0 4 8 12 16 20 24 28 31

…..

Porta de origem Porta de destino


Protocolo UDPProtocolo UDP• Conceito: Protocolo da camada de transporte que oferece um serviço de comunicação não orientado a conexão, construído sobre a camada de rede IP.

• Sendo não orientado a conexão, o protocolo UDP pode ser utilizado tanto em comunicações do tipo difusão (broadcast) quanto ponto a ponto.

CAMADA IP

CAMADA DEAPLICAÇÃO

Demultiplexagem

CAMADASINFERIO RES

datagrama com amensagem UDP

encapsulada.

Porta 1 Porta 2 Porta 3

aplicaçãoA

aplicaçãoB

Porta N

...

CAMADA UDP Ademult iplexagemé feita analisandoa porta dedestino, indicadano cabeçalho decontrole dasmensagens quechegam naestação.

As aplicaçõesrecebem asmensagensendereçando asportas da camadaUDP.


Mensagem UDPMensagem UDP

Porta de Origem

Comprimento da Mensagem checksum

Dados

…..

Porta de Destino0 16 31

• As mensagens UDP são bem mais simples que o TCP pois não oferece a mesma qualidade de serviço.


Protocolos do nível de aplicação.Protocolos do nível de aplicação.

• Conceito: Protocolos que disponibilizam serviços padronizados de comunicação, destinados a dar suporte ao desenvolvimento de aplicações para os usuários.

TCP

IP

Enlace de Dados

Física

Aplicação

Apresentação

Sessão

Transporte

Rede

Enlace de Dados

Física

Modelo OSI Arquitetura TCP/IP

UDP

FTP SMTPTELNET HTTP

...

SNMP NFS Protocolosde

Aplicação


Descrição dos Protocolos de AplicaçãoDescrição dos Protocolos de Aplicação• FTP: File Transfer Protocol. Protocolo que implementa serviços de

transferência de arquivos de uma estação para outra (ponto a ponto) através de rede.

• TELNET: Serviço de Terminal Remoto. Protocolo utilizado para permitir aos usuários controlarem estações remotas através da rede.

• SMTP: Simple Mail Transfer Protocol. Protocolo utilizado para transferência de mensagens de correio eletrônico de uma estação para outra. Esse protocolo especifica como 2 sistemas de correio eletrônico interagem.

• HTTP: Hypertext Tranfer Protocol. Protocolo utilizado para transferência de informações multimídia: texto, imagens, som, vídeo, etc.

• SNMP: Simple Network Monitoring Protocol. Protocolo utilizado para monitorar o estado das estações, roteadores e outros dispositivos que compõe a rede.

• NFS: Network File System. Protocolo desenvolvido pela "SUN Microsystems, Incorporated", que permite que as estações compartilhem recursos de armazenamento de arquivos através da rede.

mestrado tópicos anvançados em redes de computadores redes prof. edgard jamhour email:...

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