rede de computadores protocolos ip - professor … 14 - protocolos... · rede de computadores...
TRANSCRIPT
Rede de
computadores
Protocolos IPProfessor Carlos Muniz
Rede de computadores
Protocolos IP Protocolo de Internet
Professor Carlos Muniz [email protected] 2
IP é um acrônimo para a expressão inglesa "Internet Protocol"
(ou Protocolo de Internet), que é um protocolo usado entre
duas ou mais máquinas em rede para encaminhamento dos
dados.
Os dados numa rede IP são enviados em blocos referidos como
pacotes ou datagramas (os termos são basicamente sinônimos
no IP, sendo usados para os dados em diferentes locais nas
camadas IP). Em particular, no IP nenhuma definição é
necessária antes do host tentar enviar pacotes para um host
com o qual não comunicou previamente.
Rede de computadores
Protocolos IP Protocolo de Internet
Professor Carlos Muniz [email protected] 3
O IP oferece um serviço de datagramas não confiável (também chamado
de melhor esforço); ou seja, o pacote vem quase sem garantias. O
pacote pode chegar desordenado (comparado com outros pacotes
enviados entre os mesmos hosts), também podem chegar duplicados, ou
podem ser perdidos por inteiro. Se a aplicação precisa de
confiabilidade, esta é adicionada na camada de transporte.
Os roteadores são usados para reencaminhar datagramas IP através das
redes interconectadas na segunda camada. A falta de qualquer garantia
de entrega significa que o desenho da troca de pacotes é feito de forma
mais simplificada. (Note que se a rede cai, reordena ou de outra forma
danifica um grande número de pacotes, a performance observada pelo
utilizador será pobre, logo a maioria dos elementos de rede tentam
arduamente não fazer este tipo de coisas - melhor esforço. Contudo,
um erro ocasional não irá produzir nenhum efeito notável.)
Rede de computadores
Protocolos IP Protocolo de Internet
Professor Carlos Muniz [email protected] 4
O IP é o elemento comum encontrado na internet pública dos
dias de hoje. É descrito no RFC 791 da IETF, que foi pela
primeira vez publicado em Setembro de 1981. Este documento
descreve o protocolo da camada de rede mais popular e
atualmente em uso. Esta versão do protocolo é designada de
versão 4, ou IPv4. O IPv6 tem endereçamento de origem e
destino de 128 bits, oferecendo mais endereçamentos que os 32
bits do IPv4.
Rede de computadores
Protocolos IP Formato do Cabeçalho do IPv4
Professor Carlos Muniz [email protected] 5
Tipo de Serviço: No RFC 791, os 8 bits seguintes são alocados
para um campo tipo de Serviço (ToS) agora DiffServ e ECN. A
intenção original era para um host especificar uma preferência
para como os datagramas poderiam ser manuseados assim que
circulariam pela rede. Por exemplo, um host pode definir o
campo de valores do seu ToS dos datagramas IPv4 para preferir
pequeno desfasamento de tempo (ou "delay"), enquanto que
outros podem preferir alta fiabilidade. Na prática, o campo ToS
não foi largamente implementado. Contudo, trabalho
experimental, de pesquisa e desenvolvimento se focou em como
fazer uso destes oito bits. Estes bits têm sido redefinidos e mais
recentemente através do grupo de trabalho do DiffServ na IETF
e pelos pontos de código do Explicit Congestion Notification
(ECN) codepoints (ver RFC 3168).
Rede de computadores
Protocolos IP Formato do Cabeçalho do IPv4
Professor Carlos Muniz [email protected] 6
Tamanho Total: O campo de 16 bits seguinte do IPv4 define
todo o tamanho do datagrama, incluindo cabeçalho e dados, em
bytes de 8 bits. O datagrama de tamanho mínimo é de 20 bytes
e o máximo é 65535 (64 Kbytes). O tamanho máximo do
datagrama que qualquer host requer para estar apto para
manusear são 576 bytes, mas os hosts mais modernos
manuseiam pacotes bem maiores.
Por vezes, as subredes impõem restrições no tamanho, em cada
caso os datagramas têm que ser "fragmentados". A
fragmentação é manuseada quer no host quer no switch de
pacotes no IPv4, e apenas no host no caso do IPv6.
Rede de computadores
Protocolos IP Formato do Cabeçalho do IPv4
Professor Carlos Muniz [email protected] 7
Identificador: O campo seguinte de 16 bits é um campo de
identificação. Este campo é usado principalmente para
identificar fragmentos identificativos do datagrama IP original.
Alguns trabalhos experimentais sugerem usar o campo IP para
outros propósitos, tais como adicionar pacotes para levar a
informação para datagrama, de forma a que ajude a pesquisar
datagramas para trás com endereços fonte falsificados.
Flags: O campo de 3 bits que segue é usado para controlar ou
identificar fragmentos.
Offset: O campo offset do fragmento tem 13 bits, e permite
que um receptor determine o local de um fragmento em
particular no datagrama IP original.
Rede de computadores
Protocolos IP Formato do Cabeçalho do IPv4
Professor Carlos Muniz [email protected] 8
Tempo de Vida: Um campo de 8 bits, o TTL (time to live, ou
seja, tempo para viver) ajuda a prevenir que os datagramas
persistam (ex. andando aos círculos) numa rede.
Historicamente, o campo TTL limita a vida de um datagrama em
segundos, mas tornou-se num campo de contagem de hops.
Cada switch de pacotes (ou router) que um datagrama atravessa
decrementa o campo TTL em um valor. Quando o campo TTL
chega a zero, o pacote não é seguido por um switch de pacotes
e é descartado.
Rede de computadores
Protocolos IP Formato do Cabeçalho do IPv4
Professor Carlos Muniz [email protected] 9
Protocolo: Um campo de Protocolo de 8 bits segue-se. Este
campo define o protocolo seguinte usado numa porção de dados
de um datagrama IP. A Internet Assigned Numbers Authority
mantém uma lista de números de protocolos. Os protocolos
comuns e os seus valores decimais incluem o Protocolo ICMP
(Internet control message protocol, ou seja, Protocolo de
controle de mensagens da Internet) (1), o Protocolo TCP
(Transmission Control Protocol, ou seja, Protocolo de controle
de transmissão) (6).
Rede de computadores
Protocolos IP Formato do Cabeçalho do IPv4
Professor Carlos Muniz [email protected] 10
Checksum: O campo seguinte é um campo de verificação
checksum) para o cabeçalho do datagrama IPv4. Um pacote em
trânsito é alterado por cada router (hop) que atravesse.
Um desses routers pode comprometer o pacote, e o checksum é
uma simples forma de detectar a consistência do cabeçalho.
Este valor é ajustado ao longo do caminho everificado a cada
novo hop. Envolve apenas verificação do cabeçalho (não dos
dados).
Rede de computadores
Protocolos IP Formato do Cabeçalho do IPv4
Professor Carlos Muniz [email protected] 11
Opções: Campos do cabeçalho adicionais (chamados de options,
opções) podem seguir o campo do endereço de destino, mas estes não
são normalmente usados. Os campos de opção podem ser seguidos de
um campo de caminho que assegura que os dados do utilizador são
alinhados numa fronteira de words de 32 bits. (No IPv6, as opções
movem-se fora do cabeçalho standard e são especificados pelo campo
Next Protocol, semelhante à função do campo "Protocolo" no IPv4). A
seguir, três exemplos de opções que são implementadas e aceitas na
maioria dos roteadores:
Security (Especifica o nível de segurança do datagrama (usado em
aplicações militares)), Timestamp (Faz com que cada roteador anexe
seu endereço e seu timestamp (32 bits), que serve para depuração de
algoritmos de roteamento) e Record route (Faz com que cada roteador
anexe seu endereço).
Rede de computadores
Protocolos IP Endereçamento IPv4 e Encaminhamento
Professor Carlos Muniz [email protected] 12
Talvez os aspectos mais complexos do IP sejam o endereçamento e o
encaminhamento (em inglês: routing). O endereçamento define como
os endereços IP dos hosts finais são atríbuidos e como as subredes dos
endereços de IP dos hosts são divididos e agrupados. O encaminhamento
IP é feito por todos os hosts, mas mais comumente por roteadores de
rede, que tipicamente usam os protocolos IGP (do inglês, Interior
Gateway Protocol) ou EGP (do inglês, External Gateway Protocol) para
ajudar na leitura de datagramas IP que reencaminhem decisões através
de IPs em redes ligadas.