1. Arquitetura de Protocolos TCP/IP Prof. Mauro Tapajs

2. Protocolo IP

A tnica dos protocolos TCP/IP era compor um conjunto que viabilizasse uma rede que fosse robusta e automaticamente se recuperasse de falhas em ns ou links

3. Protocolo usado na Internet para unir todos os tipos heterogneos de redes que a compem 4. Esta opo permite a construo de redes de grande porte compouco gerenciamento centralizado- interconexo 5. Pacotes e datagramas possuem o mesmo sentido no mbito do IP. uma redebest-effort(melhor esforo): podem ocorrer atrasos, pacotes fora de ordem, danificao e perda de pacotes. Camadas de protocolos superiores devem tratar destes problemas 6. Protocolo IP

Osroteadoresencaminham pacotes da origem ao destino dentro da rede toda (global) e no s dentro da tecnologia de rede

7. Entrega de pacotes de tamanhos variados de um host para outro, mesmo se estiverem em redes diferentes 8. Realizafragmentaoeremontagem , define formato dos pacotes e algoritmos de encaminhamento de pacotes 9. Existe uma tendncia a serodar tudo sobre IP 10. IMPs numa rede IP so roteadores e operam em modo datagrama (sem conexo) 11. Operao a Nvel de Camada de Rede IP 12. MTU -Maximum Transmission Unit

Cada tecnologia de rede que implementa a subrede possui o seu prprio MTU Ethernet: 1518 bytes FDDI: 4500 bytes Token Ring: 2 to 4 kB

13. Cada subrede tem um tamanho mximo de datagrama IP (cabealho + payload) = MTU O D Rede 1 MTU=1500 Rede 2 MTU=1000 R 14. Protocolo IP

Prev um esquema deendereamento hierrquico

15. Executa procedimentos de fragmentao e remontagem 16. Define umalgoritmo de encaminhamento de pacotes 17. uma rede best-effort (melhor esforo): podem ocorrer atrasos, pacotes fora de ordem, danificao e perda de pacotes. Camadas de protocolos devem tratar destes problemas 18. Cabe ao protocolo IP definir um nvel de encaminhamento rpido e flexvel de pacotes 19. Arquitetura TCP/IP 20. Exemplos de Aplicaes na Internet

Correio Eletrnico

21. Terminal Remoto 22. Transferncia de Arquivos 23. Newsgroups 24. Compartilhamento de Arquivos 25. Distribuio de Recursos 26. WWW - World Wide Web 27. Vdeo-conferncia 28. Jogos online 29. Exemplo Rede IP 30. Camadas Envolvidas 31. Rede IP: Exemplo 32. Rede IP: Exemplo Protocolo IP interconectando redes de tecnologias Ethernet, FDDI e PPP 33. Endereos IP

nicos para toda a rede

34. Se uma mquina muda de rede dentro da rede TCP/IP, normalmente ela deve alterar seu endereo IP 35. Mquinas com vrias interfaces de rede deve ter um endereo IP para cada interface 36. Tipos de Endereos IP 37. Aspectos de Endereos IP

Endereos normalmente reservados

Endereos da rede em questo Endereos com os bits da parte HOST iguais a zero

38. Endereos de broadcast na rede em questo Endereos com os bits da parte HOST iguais a um Nem todos os endereos possveis foram atribudos a classes 39. Endereos classe A 127.*.*.* so chamados deloopbacke so reservados para:

Teste de aspectos do TCP/IP

40. Comunicao inter-processo na mesma mquina Pacotes com endereos deloopbackcomo os acima no devem ser encontrados numa rede 41. Endereos IP reservados Utilizados para fins especiais 42. Como Obter Endereos IP?

Se for prevista conexo com a Internet, deve-se usar endereos vlidos

43. O rgo responsvel em atribuir endereos IP vlidos, domnios e parmetros de protocolos para as vrias organizaes o ICANN ( Internet Corporation for Assigned Names and Numbers ) 44. Estes servios eram prestados anteriormente pela IANA ( Internet Assigned Numbers Authority ) 45. No Brasil, organizao responsvel pela atribuio de endereos Internet vlidos aFAPESPem So Paulo (tambm responsvel em atribuir domnios, AS, etc) registro.br 46. Subredes

Endereamento baseado em classes no eficiente por que grande a demanda de endereos de rede classe B

47. Pode-se utilizar sub-divises das classes B e C para organizar subredes dentro de uma regio de rede atendida pelo endereamento B ou C 48. Cria um segundo nvel de hierarquia de forma que uma mscara de subrede indique que parte dos bits do endereo representam a subrede 49. Subredes

Roteadores utilizam a mscara de subrede para indicar destinos possvel nas suas tabelas de roteamento

50. Criam hierarquias de 3 nveis 51. Podem ser criadas sem necessidade de se notificar o NIC (autoridade que designa endereos para a Internet) 52. Subdivide uma rede de forma particular e controlada pelo dono da rede Rede Host 53. Subredes: ExemploNesta rede classe B, 6 bits do terceiro byte so reservados endereamento de subredes 54. Subredes (exemplo) 55. Broadcasting

Utiliza endereos com bits todos 1s em determinadas partes

56. Endereosbroadcast :

Limited - 255.255.255.255

57. Net-direct netid.255.255 (exemplo: classe B) 58. Subnet-direct netid.subnetid.255 (exemplo de rede classe B com 8 bits alocados para subredes) S faz sentido se usado por protocolo que permita broadcasting (UDP, ARP, DHCP, etc) 59. Deve ser usado com cuidado sobrecarrega a rede 60. ARP ( Address Resolution Protocol )

Como saber para que equipamento mandar se somente temos um endereo IP global?

61. TCP/IP suporta qualquer tecnologia de rede com quaisquer endereos de camada 2 62. Endereos fsicos podem ser fixos (Ethernet) ou configurveis 63. O ARP mapeia endereos de rede IP em endereos de camada de enlace (fsicos) - IP ->MAC 64. Baseado embroadcastsem nvel de enlace 65. Usado para se saber qual endereo MAC est usando um IP 66. Entradas no cache so temporizadas 67. Proxy ARP (configurvel) -> roteadores 68. ARP 69. ARP

Encapsulado diretamente no quadro

70. Cache de resoluo de endereos mantido em cada host 71. Broadcast:

Inclui endereos IP e Fsico do host origem

72. Hosts receptores atualizam seu cache Header ARP Data Quadro 73. RARP ( Reverse Address Resolution Protocol )

Permite que um determinado endereo MAC saiba seu IP (MAC->IP)

74. Utilizado principalmente porhosts diskless 75. feito via umbroadcastde nvel de enlace na rede (endereo MAC composto somente por 1s) 76. Necessidade de haver um servidor RARP em cada rede 77. Formato de quadro igual ao ARP 78. A evoluo do RARP como protocolo de boot de mquinas sem IP foram o BOOTP ( Bootstrap Protocol ) e o DHCP ( Dynamic Host Configuration Protocol ) 79. ICMP ( Internet Control Message Protocol )

IP sozinho no prov servios para detectar falhas e efetuar testes

80. Permite comunicao de controle e sinalizao de erros entre software IP de roteadores ehosts 81. Alerta de eventos na rede e monitoramentos 82. Destino das mensagens ICMP -> IP software (e no umaaplicao) 83. Todas as implementaes IP devem tambm implementar ICMP 84. Algumas funes:

Anncio de erros de rede

85. Anncio problemas de congestionamento 86. Auxlio no diagnstico de problemas 87. Informe de timeouts 88. ICMP Tipos de Mensagens 89. ICMP

Encapsulado pelo IP mas ainda parte da camada de rede

90. O cabealho ICMP composto de:

Tipo (8 bits) : tipo da mensagem

91. Cdigo (8 bits) : parmetros especficos 92. Checksum (16 bits) : check da mensagem ICMP toda 93. Parmetros (32 bits) : parmetros especficos Data Header Quadro Data Header Datagrama Data Header ICMP 94. Valores ICMP 95. Formatos de Mensagens ICMP 96. Alguns Usos Especficos do ICMP

Mensagens de Echorequest/reply(comando ping)

Usada para testar se um host est vivo

97. Usado para se saber os hosts num segmento 98. Podem calcular o tempo de envio e recebimento da resposta Pedidos de mscara de endereo 99. Aviso de destino inalcanvel na rede

Endereo invlido para o equipamento

Aviso de Timeout TTL de pacotes

Muitos saltos no pacote o expiraram no seu percurso ao destino (no usado em pacotesmulticast !)

Utilitriotraceroute 100. Ping ICMP R1 R2 R3 A B Time Echo request Echo reply 101. traceroute

O comandotraceroutegrava as rotas tomadas pelos pacotes

102. Quando um pacote chega num roteador e seu campo TTL chega a zero, enviada uma mensagem ICMP detime exceeded 103. Incrementando o campo TTL ele consegue receber mensagenstime exceededde forma a registrar e mapear o caminho sendo dado pela rede para determinado endereo de destino 104. Continua at chegar no destino ou uma mensagem de erro ocorrer 105. traceroute R1 R2 R3 A B TTL=1, Dest = B,port = invalid TTL=2, Dest = B TTL=3, Dest = B TTL=4, Dest = B Te (R1) Te (R2) Te (R3) Pu (B) Time Te = Time exceeded Pu = Port unreachable 106. O que o IP no faz?

Criao de circuitos lgicos (seu servio sem conexo datagrama)

107. Comunicao confivel fim-a-fim e controle de fluxo fim-a-fim (protocolos de nvel superior TCP ou protocolos de aplicao) 108. Deteco de erros nospayloaddos pacotes (TCP, UDP ou outros) 109. Sinalizao de erros e alteraes (ICMP) 110. Montagem de tabelas de roteamento (RIP, OSPF, BGP) 111. Resoluo e mapeamento de endereos e nomes (ARP, RARP, DNS) 112. Configurao automtica de endereos (BOOTP, DHCP) 113. Suporte grupos e roteamentomulticast(IGMP, MBONE) 114. Alguns Protocolos de Suporte ao IP

ARP ( Address Resolution Protocol )

115. RARP ( Reverse Address Resolution Protocol ) 116. ICMP ( Internet Control Message Protocol ) 117. IGMP ( Internet Group Management Protocol ) 118. RSVP ( Resource Reservation Protocol ) 119. RIP ( Routing Information Protocol ) 120. OSPF ( Open Shortest Path First ) 121. BGP ( Border Gateway Protocol ) 122. EGP ( Exterior Gateway Protocol ) 123. Alguns protocolos da Sute TCP/IP 124. Protocolos de Transporte TCP/IP

Comunicao fim-a-fim numa rede interconectada

125. No conjunto de protocolos TCP/IP temos a oferta de servio orientado a conexo e confivel (protocolo TCP) e servio no- orientado a conexo baseado em datagrama( protocoloUDP) 126. Protocolos de Transporte TCP/IP 127. Protocolos de Transporte TCP/IP 128. Protocolo TCP

Baseado na transferncia de sequncias de bytes entre buffers de transmisso e recepo

129. Bem projetado: no mudou muito desde sua apario nos anos 60 130. Suporta aplicaes bsicas como TELNET, FTP e correio eletrnico 131. Especifica o formato dos dados e confirmaes usadas na transferncia daqueles, garantindo a correta entrega dos dados de clientes a servidores e vice-versa 132. Implementa suporte para deteco de erros e disparo de retransmisses quando necessrio 133. Permite que mltiplas aplicaes num sistema possam se comunicar concorrentemente tratando a operao multiplexada 134. Encapsulamento do Protocolo TCP 135. Conexes TCP

Baseado no conceito desockets( endpoints )

136. Um socketem TCP identificado por umaportae oendereo IPda mquina 137. Um mesmo socket pode suportar vrias conexes ao mesmo tempo 138. No suportamulticastingebroadcasting(sempre ponto-a-ponto efull-duplex ) 139. Cada conexo identificada pelos nmeros dos sockets nas duas pontas 140. Sockets tambm o nome de uma biblioteca de subrotinas que prov acesso s facilidades TCP/IP 141. Protocolo TCP

Uso de segmentos (cabealho TCP mais um ou mais bytes de dados a serem transmitidos)

142. Numera individualmente os bytes sendo transmitidospara controle de fluxo 143. Utiliza um esquema de janela deslizante para confirmara informaorecebid a 144. Caso um segmento seja maior que 65495 bytes (limite do pacote IP=64k) ou maior que o MTU da rede, ele deve ser fragmentado pelo roteador (podendo gerar problemas de confirmao e remontagem na recepo) 145. SoftwareTCP 146. Algumas Portas Conhecidas ( Well-Known ) 147. MultiplexaoTCP

Vrias aplicaes rodam nos hosts ao mesmo tempo. A definio de que aplicao se comunicar com qual aplicao de outra mquina descrita pelo endereo de aplicao (porta) definida a nvel de transporte

148. Protocolo UDP( User Datagram Protocol )

Descrito na RFC 768 com posteriores evolues

149. Oferece s aplicaes a capacidade de enviar pacotes IP encapsulados por um protocolo de transporte sem conexo 150. Basicamente oferece a capacidade de endereamentode aplicao emportas aoprotocoloIP 151. Protocolo UDP Utilizado quando:

necessrio o envio de mensagens demulticastoubroadcast

152. Ooverheadgerado por procedimentos de conexo injustificado ou no toleradopela aplicao em uso 153. Aplicaes de amostragem de dados (Ex.: sensores) 154. Serviosrequest-response(a aplicao toma a responsabilidade de verificar mensagens que no chegam) 155. Aplicaes de tempo-realonde temporizao o mais importante 156. Arquitetura TCP/IP 157. Algumas Aplicaes e Servios TCP/IP

Domain Name System -DNS :resolve nomes em endereos IP

158. File Transfer Protocol-FTP : envio de arquivos entre sistemas 159. Terminal Emulation ProtocolTelnet : cria terminais remotos 160. Simple Mail Transfer Protocol-SMTP : envio de mensagens de correio eletrnico 161. Simple Network Management Protocol-SNMP : protocolo para gerenciamento de redes 162. Hypertext Transfer Protocol-HTTP : troca de informaes em formato hipertexto 163. Network File System-NFS : sistemas de arquivos remotos 164. Arquitetura TCP/IP 165. BOOTP ( BootstrapProtocol )

um protocolo que permite que umhostobtenha seu endereo IP dinamicamente

166. Permite que o administrador da rede tenha o controle sobre os endereos 167. Mais eficiente que o RARP por que uma nica mensagem do protocolo define vrias opes como o endereo dohost , a mscara de subrede e o endereo dogatewaypadro, ... 168. O servidor deve ter a informao a ser passada previamente configurada (no dinmico) 169. Trabalha na camada de aplicao usando servios da camada UDP, logo um protocolo deAPLICAO 170. DHCP ( Dynamic Host ConfigurationProtocol )

Permite que um dispositivo conectado rede saiba automaticamente sua configurao de rede, incluindo seu endereo IP

171. um superconjunto do BOOTP agregando mais funcionalidades e parmetros 172. Logo, pode utilizarrelaysBOOTP de roteadores 173. Utiliza o mesmo formato de mensagem do BOOTP 174. Procedimento diferente de inicializao dohost(discovery) 175. Oferecepoolsde endereos IP e a oferta deleasedIPs 176. Oferece ainda a possibilidade de se reservar determinados IPs para servidores e roteadores 177.

Servio usado para mapear nomes usados por aplicaes em endereos IP de 32 bits

178. Endereos IP no so prticos de se usar 179. um sistema distribudo onde montada uma rvore hierrquica de nomes Domain Name Service(DNS) 180. WWW -World Wide Web

Conceito proposto por Tim Berners-Lee in 1989

181. Idia: compartilhamento de informaes atravs de um sistema hiper-texto distribudo 182. O sistema composto de navegadores ( browsers ) clientes de servidores WWW que contm a informao a ser coletada 183. Prottico desenvolvido em 1991 184. O primeiro browser grfico ( Mosaic ) desenvolvido por Mark Andreessen 185. Utilizam um protocolos de nvel de aplicao chamado HTTP ( Hyper Text Transfer Protocol ) para receber arquivos com contedo de informao 186.

Protocolo de aplicao leve e rpido para transporte de informao em formato hipertexto

187. Implementa um conjunto de mtodos para serem usados em requests 188. Pode ser usado como protocolo gerrico para comunicao entre user agents e gateways para outros protocolos 189. Mensagens so passadas em formato texto atravs deum esquema request/response entre cliente e servidor 190. URL Uniform Resource Locator identifica uma pgina/programa HTTP Hyper Text Transfer Protocol 191. HTTP Hyper Text Transfer Protocol 192.

SMTP Simple Mail Transport Protocol

193. Usado para o envio de correio eletrnica pela Internet 194. Define com um programa que envia mensagens de correio e um que recebe devem interagir 195. POP Post Office Protocol usado para receber as mensagens de correio eletrnico Correio Eletrnico 196. Intranets

Redes proprietrias de organizaes que utilizam tecnologia TCP/IP para disponibilizar aplicaes e contedo para usurios internos

197. Muito usadas em ambientes corporativos (grande sucesso) 198. O contedo somente acessvel para usurios internos 199. Podem ser implementadas numa grande variedade de plataformas 200. Extranets

Estende o conceito de intranet oferecendo informao e servios para um nmero controlado de usurios externos corporao (fabricantes, clientes, etc)

201. Permite a troca eficaz e segura de informao entre companhias 202. Ambas se aproveitam de todas as facilidades do mundo TCP/IP 203. Mtodos usados para acesso:

Acesso discado

204. Acesso pela Internet com segurana 205. VPN ( Virtual private network ) 206. Acesso pela Internet a um servidor que replica o contedo extranet disponibilizado 207. Acesso pela Internet a um servidor que realiza queries em servidores internos