Post on 09-Jun-2015
Redes TCP/IP
FACOMP - UFPA
Redes de ComputadoresRedes de Computadores
AULA 1AULA 1
1) Tecnologia de Redes2) Hubs e Switches3) Arquitetura TCP/IP4) Endereçamento IP5) Roteamento6) Protocolos de Transporte7) Protocolos de Aplicação
Redes TCP/IP
FACOMP - UFPA
I I -- Tecnologias de RedesTecnologias de Redes
LAN LAN –– LOCAL AREA NETWORKSLOCAL 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 PROBLEMA 1: O tempo mméédiodio paraparaganharganhar o o meiomeio aumentaaumenta com o com o nnúúmeromero de de
computadorescomputadores dada rederede..
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 afetaa taxa de ocupação máxima da rede.
A
B
A TRANSMITE
B TRANSMITEB RECEBE
tempo para o sinal ir de A para B
A RECEBE
τT
τ
τ
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 Aτ
RECEBIDO DE C
COLISÃO DETECTADA POR A
B C
τ
COLISÃO DETECTADA POR C
LIMITALIMITAÇÇÕES DAS LANsÕES 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 Repetidores são dispositivos que simulam internamente a
construção dos barramentos físicos. Operam na camada Física do modelo OSI/ISO.
HUBHUB
A C A C A C
A B C
SWITCHSWITCH• Switch ou comutadores são dispositivos que simulam internamente a
construção de pontes (bridges) físicas. Operam na camada Física e Enlace do modelo OSI/ISO.
A B C
SWITCHSWITCH1 2 3
A 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 interligardispositivos que trabalham com velocidades de transmissão diferentes.
A B C
SWITCHSWITCH
HUBHUB
D E F
HUBHUB
G
WANWAN• A redes WAN utilizam uma tecnologia de transmissão que permite
interligar um número ilimitado de roteadores em distâncias arbitrariamente grandes.
roteadorroteadorLANLAN LANLAN
LANLANPode ser uma ligaPode ser uma ligaçção ão
ponto a pontoponto a ponto
RoteamentoRoteamento//ComutaComutaççãoão
Nó
Usuário
Link
Rota 1Rota 2
Subrede
Barramento
broadcastbroadcast
LigaLigaçção ponto a pontoão ponto a ponto
roteadorroteador
ComutaComutaççãoão
POR CIRCUITO
POR PACOTES
SIMCIRCUITO VIRTUAL
NÃODATAGRAMA
COMUTAÇÃO
ORIENTADA A CONEXÃO?
Redes de comutaRedes de comutaçção por circuitoão por circuito
– Estabelece um caminho dedicado entre a origem e o destino, antes que a comunicação se estabeleça.
• Exemplo: TDMA, CDMA, FDMA , 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. (Melhor Esforço)
– 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 nãonão 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
Destinatáriofinal
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 1
PORTA 2
PORTA 3
QUADRO E PACOTEQUADRO E PACOTE
• Os pacotes são transportados no interior dos quadros.
CRCDADOSDESTINOORIGEMORIGEM DESTINO
PACOTE
QUADRO
ENDEREÇO FÍSICO: endereço da placa de rede(MAC address – Ex: "08:00:69:02:01:FC" )
ENDEREÇO DE REDE ( Endereço IP)
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
ArquiteturaArquitetura TCP/IPTCP/IP
TRANSPORTE
REDE
ENLACE/FÍSICA
MAC
IP
PORTA PORTA
APLICAÇÃO
Processo Processo
TRANSPORTE
REDE
ENLACE/FÍSICAIP
TCP
PORTA PORTA
APLICAÇÃO
Processo Processo
UDP
REDEREDE
TCP UDP
MAC
ArquiteturaArquitetura TCP/IPTCP/IP
PORTAS no PORTAS no ProtocoloProtocolo TCP/IPTCP/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
Ex: 23 21 25 53 520 161
ComunicaComunicaçção Clienteão Cliente--ServidorServidor
OutlookOutlook
FireFoxFireFox
Servidor Servidor WWWWWW
Servidor de Servidor de emailemail
10102424 10102525 8080 2525
Porta bem Porta bem conhecidaconhecida
Porta aleatPorta aleatóóriaria
Porta OrigemPorta Origem Porta DestinoPorta Destino DadosDados
QUADRO, PACOTE E SEGMENTOQUADRO, PACOTE E SEGMENTO
CRCORIGEMDESTINOORIGEMORIGEM DESTINO
PACOTE
QUADRO
ENDEREÇOS FÍSICO(MAC)
ENDEREÇOS DE REDE
(IP)
DESTINO DADOS
ENDEREÇOS DE PROCESSOS
(PORTAS)
SEGMENTO
verificaçãode redundânciacíclica
Modelo de ReferênciaModelo de Referência
PROTOCOLOS
HARDWARE
SERVIÇOS• Sistema
Operacional de Rede
• MODELO DE REFERÊNCIA
AplicaAplicaççãoão
Apresentação
Sessão
TransporteTransporte
RedeRede
Enlace de Enlace de DadosDados
FFíísicasica
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 OSI -- Open Open SystemsSystems InterconnectionInterconnection ModelModel
Comunicação com controle de estado.
Representação de dados independente da plataforma.
2
11
3
4
5
6
7
processo transmissor
7
dados 7 6
dados 7 6 5
dados 7 6 5 4
dados 7 6 5 3
dados 7 6 5 4
4
3 2
dados 7 6 5 4 3 2 1
2
E 1
2
11
3
4
5
6
7
processo receptor
dados 7
dados 7 6
dados 7 6 5
dados 7 6 5 4
dados 7 6 5 3
dados 7 6 5 4
4
3 2
dados 7 6 5 4 3 2 1
2
E 1
dados dados
PPDU
SPDU
TPDU
NPDU
DL-PDU
APDUdados
0 1 0 0 1 0 0 ...
pacote
quadro
ComunicaComunicaçção no Modelo OSIão no Modelo OSI
AplicaAplicaççãoão
Apresentação
Sessão
TransporteTransporte
RedeRede
Enlace de DadosEnlace de Dados
FFíísicasica
AplicaAplicaççãoão
Apresentação
Sessão
TransporteTransporte
RedeRede
Enlace de DadosEnlace de Dados
FFíísicasica
protocolo aplicação
protocolo apresentação
protocolo sessão
protocolo transporte
protocolo rede
protocolo enlace
protocolo da camada física
AplicaAplicaççãoão
Apresentação
Sessão
TransporteTransporte
RedeRede
Enlace de DadosEnlace de Dados
FFíísicasica
Camadas do Modelo OSI
Gateway de Aplicação
Router
Ponte, Switch
Hub, Repetidor
Ethernet (CSMA/CD), Wi-Fi ( CSMA/CA).
IP, IPX
TCP, UDP, SPX
HTTP, FTP, SMB, SMTP, POP3, IMAP4, DNS,
NetBIOS, DHCP, etc
bit
quadro
pacote
segmento
Repetidor: BIT
amplitude
distância
fibra
cobre
repetidor
1 0 1 0 1 1 0 1 0 1
Hub: Bit
Hub
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.
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
• 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 escolhemuma porta de saída.
• constrói um novo quadro segundo a tecnologiade enlace utilizada na porta de saída.
ROTEADOR: PACOTE
RoteamentoRoteamento200.17.106.x
200.17.176.x
INTERNET
WAN PRIVADA
WAN PÚBLICA
REDE LOCAL
ENLACE PONTO-A-PONTO
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 a sistemas de correio eletrônico
Redes TCP/IP
FACOMP - UFPA
II II -- Arquitetura TCP/IPArquitetura TCP/IP
Arquitetura TCP/IPArquitetura TCP/IP
REDE
REDE REDE
REDE
gateway internet
internet
• INTERNET = ARQUITETURA TCP/IP
EndereEndereçços IPos IP
• Endereço IP: Indentificador de Rede + Indentificador de HOST
Identificador da rede
Identificador do host
Endereço IP de 32 bits
REDE
internet
REDE REDE
REDE
hosts com o mesmo identificador de rede.
hosts com identificadores
de rede distintos.
host
EndereEndereçço IP o IP -- NotaNotaçção Decimal Pontuadaão Decimal Pontuada
10000000 00001010 00000010 00011110
2726252423222120 2726252423222120 2726252423222120 2726252423222120
27=128 23+21=10 21=2 24+23+22+21=30
128.10.2.30 notação decimal pontuada
notação binária
REGRA BREGRA BÁÁSICA PARA ATRIBUISICA PARA ATRIBUIÇÇÃO DE ÃO DE ENDEREENDEREÇÇOS IPOS 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.
DistribuiDistribuiççãoão de IPde IP’’ss
IANA
ARIN
FAPESP
PROVEDOR
REDECORPORATIVA
Américas e Caribe
Mundo
Brasil
Embratel, Impsat, etc
Classes de EndereClasses de Endereççamentoamento Classe Formato do Endereço Organização da Rede Intervalo dos
endereços da classe A 0 Identificador
da Rede Identificador do Host
7 bits 24 bits
127 redes com até 16.777.214 hosts.
de 1.0.0.0 até 127.255.255.255.
B 10 Identificador da Rede
Identificador do Host
14 bits 16 bits
16.384 redes com até 65.534 hosts.
de 128.0.0.0 até 191.255.2555.255.
C 110 Identificador da Rede
Identificador do Host
21 bits 8 bits
2.097.152 redes com até 254 hosts.
de 192.0.0.0 até 233.255.2555.255.
EXEMPLOS DE 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 172.31.255.255
256 REDES CLASSE C: 192.168.0.0 a 192.168.255.255
Classe IPClasse IP
A
B
C
16 milhões
65 mil
254
...
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 C MÁSCARA: 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 Como atribuiratribuir IPIP’’s s parapara rederede abaixoabaixo??
...
300 computadores 500 computadores
...
SÃO PAULO CURITIBA
Como Como atribuiratribuir IPIP’’s s parapara rederede abaixoabaixo??
...
150 computadores
SÃO PAULO
...
150 computadores
DUAS CLASSES C512 endereços
...
500 computadores
SÃO PAULO
UMA CLASSE B65536 endereços
SubRedesSubRedes e e SuperRedesSuperRedes• 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 Como AtribuirAtribuir IPIP’’s s parapara rederede abaixoabaixo??
...
900 computadores 600 computadores
...
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
...
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
EndereEndereçços IP especiaisos 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 127.0.0.0
Mapeamento de EndereMapeamento de Endereççosos
• 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)
EndereEndereçço MACo 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 EndereFiltragem de Endereççosos
MAC
FFÍÍSICASICA
REDEREDE
IP
MACD = PLACA DE REDE LOCALMACD = BROADCAST (FF.FF.FF.FF.FF.FF)
MACO MACD DADOS CRC
INTERRUPÇÃO
RelaRelaçção entre IP e MACão entre IP e MAC
Estação A
NICendereçofísico MACA
endereço IPA Estação B endereço IPB
endereço físicoMAC B
MAC A MAC B IPA IPB Dados
datagrama
quadro
NIC
AddressAddress ResolutionResolution ProtocolProtocol -- ARPARP• 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 Origem
MAC de Destino
Dado CRCCRC
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 ?
MAC (00-60-08-16-85-B3)
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 sO ARP sóó funciona na rede localfunciona na rede local
ARP request o roteador não propaga broadcast
DetecDetecçção de Endereão de Endereçços IP Duplicadosos 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.
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
MACTRANSMISSOR
IP TRANSMISSOR
IP DESTINATARIO
DADOSMAC ROTEADOR
MACTRANSMISSOR
INTRA-REDE
INTER-REDES
ComunicaComunicaççãoão InterInter--RedesRedes
• 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
ComunicaComunicaççãoão InterInter--RedesRedes
IPA IPD
IPBIPC
A
B
D
A B CIPIPAA IPIPDD C D IPIPAA IPIPDD
ExemploExemplo
emissor
roteador roteadorrede 10.0.0.0 rede 20.0.0.0
receptor
rede 30.0.0.0
IP: 10.0.0.2 endereço físico: A
IP: 10.0.0.3 endereço físico: B
IP: 20.0.0.2 endereço físico: C
IP: 20.0.0.3 endereço físico: D IP: 30.0.0.3
endereço físico: E IP: 30.0.0.2 endereço físico: F
quadro
primeiro salto: IP origem: 10.0.0.2 IP destino: 30.0.0.2 endereço físico de origem: A endereço físico de destino: B
segundo salto: IP origem: 10.0.0.2 IP destino: 30.0.0.2 endereço físico de origem: C endereço físico de destino: D
terceiro salto: IP origem: 10.0.0.2 IP destino: 30.0.0.2 endereço físico de origem: E endereço físico de destino: F
quadroquadro
Tabela de Tabela de RoteamentoRoteamento• FORMATO GERAL• REDE : 200.134.51.0 • Mascara: 255.255.255.0• GATEWAY: 200.134.51.1• INTERFACE: ETH0• IP: 200.134.51.66 • CUSTO: 1
200.134.51.0
200.134.51.255
ENDEREÇO DE BASE
PROPRIEDADE:O resultado de um E-BINARIO de
qualquer endereço da redecom a máscara resulta sempre no
endereço de base.
DefiniDefiniççõesões
• GATEWAY: Porta do roteador que deveráintermediar 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.
DefiniDefiniççõesões• 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 Exemplo de Tabelas de RoteamentoRoteamento
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
Roteador1
Roteador2
Exemplo de Tabela de Exemplo de Tabela de RoteamentoRoteamento
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 sistemascostumam identificara interface por um nome lógico, aoinvés do IP.
200.134.51.1
200.134.51.24
200.134.51.25
Roteador1
SequênciaSequência de Ande Anáálise da Rotalise 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 Exemplo de Tabela de RoteamentoRoteamentoTABELA 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
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
Roteador1
Roteador2
ExercExercííciocio 11• 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
ExercExercííciocio 2: 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
TABELA DE ROTEAMENTOTABELA DE ROTEAMENTO
Rede Destino Mascara Gateway CustoInterface
ANEXOANEXO
1.PROTOCOLO IP2.PROTOCOLO TCP3.PROTOCOLO UDP4.PROTOCOLOS DE APLICAÇÃO
DatagramaDatagrama IPIP• 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 do datagrama
Campo de dados do datagrama
Cabeçalho do quadro
Campo de dados do quadro
Camada de rede
Camada de enlace de dados
CRC
FragmentaFragmentaçção de ão de datagramasdatagramas• O tamanho máximo permitido para os quadros pode ser inferior ao
tamanho máximo de um datagrama. Por exemplo, as redes Ethernetlimitam 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.
Formato de um Formato de um datagramadatagrama• 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 nProtocolo do níível de transportevel 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.
EndereEndereççamento por Portasamento 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
TCP = Protocolo ConfiTCP = Protocolo Confiáávelvel
Processo Transmissor
KernelKernelREDEREDE
Processo Processo ReceptorReceptor
KernelKernel
Mensagem
NACK
Mensagem
ACK
A mensagem éretransmitida 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 Controle de SeqSeqüüenciaenciaççãoão• 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 nProtocolos do níível de aplicavel de aplicaçção.ão.
• 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
DescriDescriçção dos Protocolos de Aplicaão dos Protocolos de Aplicaççãoão• 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.