Arquitetura TCP/IP

Professor Fabiano Eduardo

CENTRO UNIVERSITRIO UNINOVE

Gesto de Ambiente Internet e Administrao de Redes de Computadores

www.redes.rg3.net / redes@iuninove.brAula 13

P R O T O C O L O S

DEFINIES

1.Conjunto de regras estabelecido para a transmisso ordenada e automtica de dados.

2.Regras seqenciais de requisies e respostas pelas quais unidades de uma rede coordenam e controlam operaes de transferncia de dados.

3.Conjunto de regras que governam a troca de informaes entre dois ou mais processos.

Exemplos de protocolos: BSC (Binary Synchronous Comntunication),

SDLC (Synchronous Data Link Control) HDLC (High Data Link Control)

e X25.

Protocolos

O que um protocolo ?

Para enviarmos pacotes de dados entre dois ns estes tem que ter o mesmo conjunto de regras para haver um entendimento entre eles, devem compartilhar o mesmo protocolo.

Existem alguns tipos de protocolos diferentes que so :

NetBEUI

Primeiro protocolo basico de Rede.

Vantagens - um dois protocolos mais rpidos, ideal para pequenas redes, de mesma mquina

Desvantagens - No rotevel (no esta apto a conversar com mquinas com outros protocolos )

TCP/IP

Criado pelo Departamento de defesa dos Estados Unidos, para acabar com conflito entre hardwares de Redes.

IP internet protocol conjunto de regras para comunicao de rede diferentes. O IP desenhado para a comunicao entre LANs e mquinas individuais.

TCP Transmission Control Protocol ele pega as informaes da Rede e as traduz para algo que sua Rede possa compreender, suportando comunicao Processo-a-processo. Resumindo o IP configura as regras de comunicao e o TCP as interpreta.

Vantagens - um protocolo que se comunica com todos os tipos de hardwares, o protocolo padro na internet onde se comunica com milhes de mquinas ao mesmo tempo.

Desvantagens - Ele chega a ser 30% mais lento que o NetBEUI.

DLC

Data Link Control um protocolo sinnimo de padro internacional chamado de IEEE 802.2

Uma das razes pelo qual o DLC um padro o fato das placas de Rede Token Ring usam o DLC para se comunicar com os Mainframes, outro motivo que se voc estiver usando uma impressora a laser na Rede que esteja diretamente conectada Rede por meio de uma placa JetDirect, ento voc usara o DLC para comtrolar a impressora.

IPX/SPX

Internetwork Packet Exchange, um protocolo Novell que cria, mantm e termina os links de comunicao entre dispositivos de Rede. Ele responsavel tanto pelos dados que entram quanto pelos dados que saem. Quando um dado chega o IPX l e manda para o indereo adequado.

Sequenced Packet Exchange controla processos de Rede como por exemplo o tratamento de pacotes perdidos ou outras condio de erro.

O trabalho de um protocolo em uma rede local ajudar os aplicativos a usarem os recursos da rede.ARQUITETURA TCP/IP (transmission control protocol/Internet procotol)TCP/IP (protocolo de internet/ protocolo de controle de transmisso)TCP/IP o nome que se d a toda a famlia de protocolos utilizados pela internet.

Protocolo - Um conjunto de leis e procedimentos que regem a formatao de mensagens e momento da troca entre dispositivos de uma rede cobrindo o endereo transmisso, recepo e verificao.

HISTRICO

1957 1 Evento para a criao do projeto ARPA - Motivo SPUTINIK (satlite artificial da ex-URSS)

1961 Apresentado o documento com a nova tecnica de transferencia de informaes comutao de pacotes

1966 Esboo do que seria a ARPANET

1969 4 Pontos da rede ARPANET ligadas 4 universidades americanas ligadas atravs de um equipamento demoninado IMP ( Interface Messege Processor) com uma linha dedicada de 56 Kbps

1970 Inicio da dcada de 70 a criao do TCP

1975 Mostrou necessrio dividir as funes

TCPTCP = controle do fluxo de mensagens (fim a fim)

IP = conectividade (entre redes)

1982 A internet como ela

ORGOS

IAB (Internet Activities Board - Internet Architecture Board):

IRTF (Internet Research Task Force);

IETF (Internet Engineering Task Force);

Internet Society

InterNIC (Network Information Centers

World Wide Web Consortium (W3C)

PUBLICAES OFICIAIS

RFCs - Request for Comments:

1. IP

RFC 791

IP SubredeRFC 950

ICMP

RFC 792

ARP

RFC 829

Telnet

RFC 854 e muitas outras

SNMP

RFC 1155, 1156, 1157, 1213 (e outras)

DATAGRAMA IP

A unidade de informao resultante do encapsulamento de informaes feita pelo protocolo IP conhecida como DATAGRAMA IP

ARQUITETURA TCP/IP

04APLICAODADOS

03TRANSPORTESEGMENTOS

02INTERNETDATAGRAMA

01REDEQUADROS

AS CAMADAS

APLICAO

Escolher um modelo de implementao ( ex. cliente / servidor)

Escolher um dos servios fornecidos pela camada de transporte, orientado a conexo ou no.

Alguns protocolos mais conhecidos so:

FTP

TELNETDNS

RIP

HTTP

SMTP

BOOTP

POP

SNMP

TFTP

TRANSPORTE

Proporcionar controle de fluxo

Enderear os programas da camada de aplicao

Quando fornecendo servio orienta a conexo, estabelecer e controlar um circuito virtual

Essa camada possui apenas 2 protocolos

TCP

UDP

INTERNET

Definir para que computador ( e por meio de qual interface de rede, no caso de computadores ligados a mais de uma rede) as informaes da camada de transporte devero ser encaminhadas.

Definir o destino das informaes

Essa camada possui um protocolo central e alguns auxiliares

IP

ICMP Control Message Condies de Erros

IGMP Group Message Grupos Multicasting

REDE

Encapsular os pacotes

Extrair os pacotes

Gerenciar a interface fsica com a rede (device driver)

Protocolos da Camada de Rede

ARP address Resolution Protocol

.RARP Reverse Address Resolution Protocol

SLIP Serial Line Internet Protocol

PPP Point to Point

TIPOS DE TRANSMISSES

Broadcast - de um para todos.

Multicast - de um para alguns.

Unicast - de um para um.

ENDEREAMENTO IP

Para implantar o endereamento TCP/IP, foi utilizado um nmero inteiro com 32 bits, o que a principio permitiria o endereamento de 2^32 equipamentos ( cerca de 4 bilhes). Esse endereamento representado por meio de quatro nmeros decimais, cada um associado a 8 bits de endereo, separados entre si por pontos. Essa representao pro isso determinada notao decimal pontuada (decimal dotted notarion).

Exemplo

10000000 00001010 00000010 00011110

128 . 10 . 2 . 30

1.1. Nmero inteiro de 32 bits

Par de: netid - endereo de rede

hostid - endereo de host

1.1.1. O endereo IP associado s interfaces e no aos hosts

CLASSES

CLASSEREDES VLIDASHOSTS VLIDOSN DE REDESN HOST/REDES

A1.0.0.0 a

126.0.0.01.0.0.1 a

126.255.255.2542 ^ 7- 2 2^24 -2

B128.0.0.0 a

191.255.0.0128.0.0.1 a

191.255.255.2542^14 2^16 - 2

C192.0.0.0 a

223.255.255.0192.0.0.1 a

223.255.255.2542^212^8 - 2

729

A0NETIDHOSTID

1416

B10NETIDHOSTID

218

C110NETIDHOSTID

TAMANHO DA REDE TCP/IP

CLASSESREDESHOSTSTOTAL POR CLASSE

A12616.777.2142.113.928.946

B16.38465.5341.073.709.056

C2.097.152254532.676.608

3.720.314.610

ENDEREOS ESPECIAIS

LOOPBACK Classe A 127.X.X.X (onde x pode assumir valores entre 0 e 255)

Endereo loopback mais usado 127.0.0.1

BROADCASTING DIRETO Endereo reservado para broadcasting lgico quando se quer enviar um datagrama para todos os hosts dessa rede

Exemplo de um endereo broadcasting 192.2.3.255

BROADCASTING LIMITADO Mesma coisa que o direto, so que agora fica limitado a prpria rede da transmisso onde a caracteristica do endereo ser all zeros ou all ones

Exemplos de endereos All ones 255.255.255.255

All zeros0.0.0.0

ENDEREO DA REDE Totalmente abstratos, pois nenhum equipamento recebe este nmero, caracterizado pelo campo hostid nulo (all zeros)

Exemplo de endereco de rede - 192.2.3.0

ENDEREO DESCONHECIDO Quando for recebido um datagrama no qual o endereo origem tenha valor NETID igual a zero e HOSTID diferente de zero

Exemplo 0.0.0.35

MSCARAS DE REDE

Usada para diferenciar a parte da rede da parte de host.

O endereo 255 usadocomo mscara de rede (netmask)

identifica quais bits de um end IP designam a rede e quais designam as estaes (hosts):

Classe A = 255.0.0.0

Classe B = 255.255.0.0

Classe C = 255.255.255.0

Arquitetura TCP/IP

A arquitetura internet foi criada pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos, com o objetivo de se ter uma rede interligando vrias universidades e rgos do governo de maneira descentralizada (ARPANET), para evitar a sua destruio no caso de ocorrncia de uma guerra. Com o passar do tempo, esta idia inicial perdeu o sentido e a infraestrutura foi aproveitada para se tornar o que hoje a maior rede de computadores do mundo: a Internet.

Os padres da internet no so criados por rgos internacionais de padronizao, como a ISO ou o IEEE, mas ela uma arquitetura muito aceita, sendo chamada por isso como padro "de facto", ao contrrio do modelo OSI, considerado padro "de jure". O corpo tcnico que coordena a elaborao de protocolo e padres da internet o IAB (Internet Activity Board). Qualquer pessoa pode criar um protocolo para ser utilizado pela rede internet. Para isto, basta que ela documente este protocolo atravs de um RFC (Request for Comments), que pode ser acessado na Internet. Estes RFC's so analisados pelos membros da IAB que podero sugerir mudanas e public-lo. Se aps seis meses da publicao no houver nenhuma objeo, este protocolo se torna um Internet Standard.

A arquitetura internet se destaca pela simplicidade de seus protocolos e pela eficincia com que atinge o seu objetivo de interconectar sistemas heterogneos.

Obs: cabe comentar aqui que por rede internet entende-se qualquer rede que utiliza os protocolos TCP/IP, enquanto que o termo Internet (com I maisculo) utilizado para designar a Internet (conjunto de redes baseada na ARPANET, com milhes de usurios em todo o mundo).

MODELO DA DIVISO EM CAMADAS TCP/IP

O software TCP/IP organizado em quatro camadas conceituais construdas em uma quinta camada de hardware. A Figura 4.2 mostra as camadas conceituais, assim como a forma dos dados medida que passa entre elas.

Camada ConceitualObjetos Passados entre Camadas

AplicativoMensagens ou Fluxos

TransportePacotes de Protocolos de Transporte

Inter-redeDatagramas IP

Interface de RedesQuadros de Redes Especficas

Hardware

Figura 4.2. As quatro camadas conceituais do software TCP/IP e a forma dos objetos que passam entre elas.

Camada de aplicativos. No nvel mais alto, os usurios rodam programas aplicativos que acessam servios disponveis atravs de uma interligao em redes TCP/IP. Um aplicativo interage com um dos protocolos do nvel de transporte para enviar ou receber dados. Cada programa aplicativo escolhe o estilo de transporte necessrio, que tanto pode ser uma seqncia de mensagens individuais ou um stream contnuo de bytes. O programa aplicativo passa, para o nvel de transporte, os dados na forma adequada, para que possam, ento, ser transmitidos.

Camada de Transporte. A primeira funo da camada de transporte prover a comunicao de um programa aplicativo para outro. Tal comunicao sempre chamada fim-a-fim. A camada de transporte pode regular o fluxo de informaes. Ela pode fornecer transporte confivel, assegurando que os dados cheguem sem erros e em seqncia. Para isso, o protocolo de transporte faz com que o lado receptor envie confirmaes e o lado transmissor retransmita pacotes perdidos. O software da camada de transporte divide o fluxo de dados transmitidos em pequenas partes (algumas vezes chamadas pacotes) e passe cada pacote, juntamente com o endereo de destino, camada seguinte para ser transmitido.

Camada Internet. Como vimos, a camada da Internet trata das informaes de uma mquina para outra. Aceita um pedido para enviar um pacote originrio da camada de transporte juntamente com um identificao da mquina para a qual o pacote deve ser enviado. Encapsula o pacote em um datagrama IP, preenche o cabealho do datagrama, usa o algoritmo de roteamento para decidir se entrega o datagrama diretamente ou o envia para um roteador e passa o datagrama para a interface de rede apropriada para transmisso. A camada Internet tambm lida com datagramas de entrada, verificando sua validade, e usa o algoritmo de roteamento para decidir se o datagrama deve ser processado no local ou se deve ser enviado. Para os datagramas endereados mquina local, o software da camada de interligao em redes apaga o cabealho do datagrama e, entre vrios protocolos de transporte, escolhe aquele que vai cuidar do pacote.

Camada de interface de rede. O nvel mais baixo do software TCP/IP compreende uma camada da interface de rede responsvel pela aceitao de datagramas IP e por sua transmisso atravs de uma rede especfica. Uma interface de rede pode consistir em um driver de dispositivo ou em um subsistema complexo que usa seu prprio protocolo de enlace de dados.

ENDEREAMENTO

Pensando em uma interligao em redes como uma grande rede igual a qualquer outra rede fsica. A diferena que a interligao em redes uma estrutura virtual, idealizada por seus projetistas e totalmente implantada em software. Assim, os projetistas esto livres para escolher formatos e tamanhos de pacotes, endereos, tcnicas de entrega e assim por diante; nada orientado pelo hardware. Para endereos, os projetistas de TCP/IP optaram por um esquema anlogo ao endereamento de rede fsica, no qual a cada host da interligao atribudo um endereo com nmero inteiro de 32 bits, denominado seu endereo IP. A parte interessante do endereamento da interligao que os nmeros inteiros so escolhidos cuidadosamente para tornar o roteamento eficiente. Especificamente, um endereo IP codifica a identificao da rede qual um host se acopla, assim como a identificao de um nico host nessa rede. Resumindo:

A cada host de uma interligao em redes TCP/IP atribudo um endereo de interligao em redes nico de 32 bits que usado em todas as comunicaes com aquele host.

Os bits dos endereos IP para todos os hosts de uma rede dada compartilham um mesmo prefixo. Conceitualmente, cada endereo um par (netid, hostid) em que netid identifica uma rede e hostid identifica um host naquela rede. Na prtica, cada endereo IP deve Ter uma das trs primeiras formas mostradas na Figura 3.1. Dado um endereo IP, seu tipo pode ser determinado a partir de trs bits de alta ordem, sendo dois bits suficientes para distinguir entre as trs classes principais:

Endereos do tipo A, so usados pelas numerosas redes que no possuem mais de 216 (ou seja, 65.536) hosts, dedicam sete bits para netid e 24 bits para hostid.

Endereos do tipo B, que so usados para redes de tamanho mdio que possuem entre 28 (ou seja, 256) e 216 hosts, alocam 14 bits para o netid e 16 bits para o hostid.

Endereos do tipo C, que possuem menos de 28 hosts, alocam 21 bits para o netid e somente 8 bits para hostid.

O endereo IP foi definido de tal modo que possvel extrair as partes do netid ou do hostid rapidamente. Os roteadores, que usam a parte netid de um endereo ao decidir qual o destino de um pacote, dependem de uma extrao eficiente para alcanar velocidade alta.

012348162431

1NetidHostid

10NetidHostid

110NetidHostid

1110Endereos multicast

11110Reservado para uso futuro

Figura 3.1. As cinco formas de endereos da Internet (IP). As trs primeiras formas, classes A, B e C podem ser diferenciadas pelos trs primeiros bits.

Quando os computadores convencionais possuem duas ou mais conexes fsicas so denominados hosts multi-homed. Esses hosts e os roteadores necessitam de endereo IP mltiplos. Cada endereo corresponde a uma das conexes de rede da mquina. Portanto, como os endereos IP codificam no apenas uma rede, como tambm um host daquela rede, os endereos IP no especificam um computador individual, e sim uma conexo rede. Assim, um roteador conectando n redes tem n endereos diferentes de IP, um para cada conexo de rede.

Os endereos IP so escritos como quatro nmeros inteiros decimais separados por pontos decimais, no qual cada nmero inteiro fornece o valor de um octeto de endereo IP. Assim, o endereo de 32 bits:

10000000000010100000001000011110

representado por:

128.10.2.30

Na realidade, a maioria dos softwares TCP/IP que apresenta ou requer uma pessoa para manipular um endereo IP usa a notao decimal com ponto. Assim, compreender a relao entre tipos de endereos IP e nmeros decimais pode ajudar. A tabela da Figura 3.2 resume a escala de valores para cada tipo.

ClasseEndereo mais baixoEndereo mais alto

A0.1.0.0126.0.0.0

B128.0.0.0191.255.0.0

C192.0.1.0223.255.255.0

D224.0.0.0239.255.255.255

E240.0.0.0247.255.255.255

Figura 3.2. A escala de valores decimais que correspondem a cada tipo de endereo IP.

ENDEREOS DE REDES E DE BROADCAST

A maior vantagem de codificar informaes de rede em endereos de interligao em redes o roteamento eficiente. Outra vantagem que os endereos de interligao em redes podem se referir a redes, assim como a hosts. Por conveno, hostid zero nunca atribudo a um host individual. Em vez disso, um endereo IP com hostid zero usado para se referir a essa prpria rede. O esquema de endereamento da interligao em redes inclui um endereo de difuso que se refere a todos os hosts da rede. De acordo com o padro, qualquer hostid que consista de todos os 1s reservado para difuso. Em muitas tecnologias de rede, difuso pode ser to eficiente quanto as transmisses normais; em outras, difuso apoiada pelo software da rede, mas requer uma demora muito mais substancial do que uma transmisso nica. Algumas redes no aceitam qualquer difuso. Assim, ter um endereo de difuso de IP no assegura a disponibilidade ou a eficincia da entrega de difuso.

Um endereo de difuso direcionado pode ser interpretado sem ambivalncia em qualquer etapa de uma interligao em redes porque identifica, de modo nico, a rede de destino, alm de especificar difuso naquela rede. Os endereos de difuso direcionados fornecem um poderoso mecanismo que permite a um sistema remoto enviar um pacote nico que ser transmitido por difuso na rede especificada. Do ponto de vista de endereamento, a principal desvantagem da difuso direcionada que ela requer conhecimento do endereo da rede. Outra forma de endereo de difuso, denominada endereo de difuso limitado ou de rede local, fornece um endereo de difuso para a rede local, independente do endereo atribudo de IP. Consiste em trinta e dois 1s. Um host pode usar os endereos de difuso limitados coo parte de um procedimento padro antes que ele aprenda seu endereo de IP ou o endereo para a rede local. Entretanto, uma vez que o host aprenda o endereo correto de IP para a rede local, ele deve usar difuso direcionada.

Em geral, o software da interligao em redes interpreta os campos que consistem em 0s (zeros) para significar este. Assim, um endereo de IP com hostid igual a zero refere-se a este host e outro de netid igual a zero refere-se a esta rede. Usar netid zero especialmente importante nas circunstncias em que um host deseja comunicar-se em uma rede, mais ainda no sabe o endereo IP dela. O host usa a netid zero temporariamente, e outros hosts da rede interpretam o endereo como esta rede.

ENDEREO DE LOOPBACK

A tabela da Figura 3.2 mostra que nem todos os endereos possveis foram atribudos a classes. Por exemplo, o endereo 127.0.0.0, num valor da escala da classe A, reservado para loopback, e utilizado no teste TCP/IP e para a comunicao na mquina local. Quando algum programa usa o endereo de loopback como destino, o software de protocolo retorna os dados sem enviar o trfego atravs de qualquer rede. Um pacote enviado a um endereo 127 da rede no deve aparecer em nenhuma rede. Alm disso, um host ou um roteador nunca deve difundir informaes sobre roteamento ou alcance para o nmero de rede 127; este no um endereo de rede.

PONTOS FRACOS NO ENDEREAMENTO

Codificar informaes de rede em um endereo pode ter suas desvantagens. A mais bvia delas que os endereos referem-se s conexes de redes, no ao host: se um host se move de uma rede para outra, seu endereo IP deve mudar.

Outra falha do esquema de endereamento que, quando qualquer rede tipo C cresce alm de 255 hosts, deve ter seu endereo mudado para um endereo tipo B. Apesar de isto parecer um problema menor, mudar endereos de redes pode tomar muito tempo e ser difcil para depurar. Coo muitos softwares no so projetados para trabalhar com endereos mltiplos para a mesma rede fsica, os administradores no podem planejar uma transio tranqila, na qual introduzam novos endereos lentamente. Ao contrrio, devem interromper o uso de um endereo de rede, mudar os endereos de todas as mquinas e, ento, recuperar a comunicao usando o novo endereo de rede.

Saber apenas um endereo de IP, para determinado destino, talvez no seja suficiente; pode ser impossvel alcanar o destino usando tal endereo. Considere o exemplo da interligao em redes mostrado na Figura 3.3. Nesta figura, dois hosts, A e B, conectam-se rede 1 quase sempre se comunicam diretamente usando aquela rede. Assim, os usurios do host A normalmente devem referir-se ao host B usando endereo IP I3. Existe outro caminho de A at B, atravs do roteador R, e usado sempre que A envia um pacote com endereo IP I5 (endereo de B na rede 2). Agora, suponha que a conexo de B para a rede 1 falhe, mas a mquina em si continue trabalhando. Os usurios em A, que especificam endereos IP I3, no alcanam B apesar de os usurios que especificam endereos I5 poderem alcanar.

Figura 3.3. Um exemplo de interligao em redes com um host de multi-homed, B, que indica um problema com o esquema de endereamento IP. Se a interface I3 desconectada, A deve usar o endereo I5 para alcanar B, enviando pacotes atravs do roteador R.

UM EXEMPLO

Para esclarecer o esquema de endereamento IP, considere um exemplo de duas redes de Universidades conectadas IBPI-NET. A Figura 3.4 mostra os endereos de redes e ilustra como os roteadores conectam redes entre si.

Figura 3.4. A conexo lgica de duas redes ao provedor IBPI-NET.

O exemplo mostra trs redes e os nmeros de rede que lhes foram designados: a IBPI-NET (10.0.0.0), a UMC (128.10.0.0) e a UNICSUL (192.5.48.0). De acordo com a tabela da Figura 3.2, os endereos tm classes A, B e C, respectivamente.

A Figura 3.5 mostra as mesmas redes com host, e endereos Internet designados para cada conexo de rede. Quatro hosts cognominados HOST1, HOST2, HOST3 e HOST4 acoplam-se s redes; ROUTER1 um roteador que conecta a IBPI-NET e a rede token ring (UNICSUL), e ROUTER2 um roteador que conecta a rede UNICSUL Ethernet (UMC). O HOST2 tem conexes tanto na Ethernet quanto na rede token ring, podendo, assim, alcanar destinos diretamente em qualquer rede. Apesar de um host de multi-homed, como HOST2, poder ser configurado para rotear pacotes entre as duas redes, a maioria dos sites usa computadores dedicados como roteadores, a fim de evitar sobrecarregar sistemas de computao convencionais com o processamento requerido pelo roteamento. Na figura, um roteador dedicado, ROUTER2 , executa a tarefa de rotear trfego entre a Ethernet e as redes token ring.

Figura 3.5. Exemplo de designao de endereos IP para roteadores e hosts acoplados a trs redes da figura anterior.

Formato do Datagrama IPO protocolo IP recebe da camada de transporte mensagens divididas em datagramas de 64 kbytes cada um, sendo que cada um destes transmitido atravs da Internet, sendo ainda possivelmente fragmentados em unidades menores medida em que passam por sub-redes. Ao chegarem ao seu destino, so remontados novamente pela camada de transporte, de forma a reconstituir a mensagem original.

O datagrama utilizado pelo protocolo IP consiste em um cabealho e um payload, sendo que o cabealho possui um comprimento fixo de 20 bytes mais um comprimento varivel (figura 3.4).

Figura 3.4: Cabealho IP

O campo VERS identifica a verso do protocolo que montou o quadro. O campo HLEN informa o tamanho do quadro em palavras de 32 bits, pois este pode ser varivel. O campo SERVICE TYPE indica s sub-redes o tipo de servio que deve ser oferecido ao datagrama (por exemplo, para transmisso de voz digitalizada necessita-se mais de uma entrega rpida do que um controle rigoroso de erros, ao passo que para um servio de transferncia de arquivos, o tempo de entrega pode ser sacrificado para se obter um maior controle de erro).

O campo TOTAL LENGTH armazena o comprimento total do datagrama (dados e cabealho), com um valor mximo de 65.536 bytes. O campo IDENTIFICATION possibilita ao host determinar a que datagrama pertence um fragmento recm-chegado (todos os fragmentos de um datagrama possuem o mesmo valor). O campo FLAGS composto de um bit no utilizado seguido por dois bits, DF e MF. O DF significa Don't Fragment e indica que os gateways no devem fragmentar este datagrama (por incapacidade do destino juntar novamente os fragmentos). MF significa More Fragments, e utilizado como dupla verificao do campo TOTAL LENGTH, sendo que todos os fragmentos, menos o ltimo possuem este bit setado.

O FRAGMENT OFFSET informa a que posio no datagrama atual pertence o fragmento. O campo TIME TO LIVE um contador utilizado para se limitar o tempo de vida de um pacote. Quando o datagrama criado, este campo recebe um valor inicial, que decrementado toda vez que passa por um gateway. Quando este contador atinge o valor zero, isto indica que a rede est em congestionamento ou que o datagrama est em loop, e o datagrama descartado.

O campo PROTOCOL indica o protocolo que gerou o datagrama e que deve ser utilizado no destino. O campo HEADER CHECKSUM utilizado pelos gateways para se fazer uma verificao do cabealho (apenas do cabealho, no dos dados), para que o gateway no roteie um datagrama que chegou com o endereo errado.

SOURCE IP ADRESS e DESTINATION IP ADRESS so, respectivamente, os endereos de host origem e destino. O campo IP OPTIONS usado para o transporte de informaes de segurana, roteamento na origem, relatrio de erros, depurao, fixao da hora e outras. O campo PADDING possui tamanho varivel e utilizado para se garantir que o comprimento do cabealho do datagrama seja sempre um mltiplo inteiro de 32 bits. Finalmente, o campo DATA transporta os dados do datagrama.

Gerenciamento TCP/IP

O gerenciamento de uma rede TCP/IP se baseia no protocolo SNMP - Simple Network Management Protocol. O SNMP um protocolo da camada de aplicao que atua sobre o UDP - User Datagram Protocol. A figura 3.10 mostra a configurao tpica da implementao do protocolo SNMP. O protocolo UDP um protocolo no orientado conexo, e a sua utilizao (ao invs do TCP) se explica pelo fato de que no deve haver interrupes na comunicao de mensagens SNMP. No caso do TCP, uma interrupo em uma conexo, ou rota, influiria no desempenho do sistema de gerncia. Ao se utilizar um servio de datagrama, apesar de se obter um servio de menor qualidade, esta limitao contornada, pois em caso de impossibilidade de utilizao de uma rota, outra rota automaticamente escolhida.

Figura 3.10: SNMP

O gerenciamento de uma rede TCP/IP baseado na estrutura agente-gerente, onde o gerente faz as requisies das operaes a serem executadas sobre os recursos gerenciados. Estas requisies so enviadas ao agente, que executa as operaes sobre os objetos gerenciados (abstraes dos recursos gerenciados para o agente). Atravs de uma interface, estas operaes realizadas nos objetos gerenciados se refletem nos recursos gerenciados, e geralmente uma resposta enviada de volta ao gerente, completando a operao de gerenciamento.

O protocolo SNMP baseado no paradigma conhecido como fecth-store (busca-armazenamento), ou seja, todas as operaes previstas para este protocolo so derivadas de operaes bsicas de busca e armazenamento. Estas operaes bsicas incluem:

get-request: leitura do valor de uma varivel;

get-next-request: leitura do valor da prxima varivel;

get-response: resposta operao de leitura;

set-request: gravao do valor de uma varivel;

trap: notificao da ocorrncia de um evento especfico.

Segundo Marshall Rose, "o impacto do gerenciamento de rede adicionado para gerenciar os ns deve ser mnimo, refletindo o menor denominador comum. Cada n visto como tendo algumas variveis. Pela leitura dos valores destas variveis, o n monitorado. Alterando os valores destas variveis, o n controlado".

Em decorrncia disto, os agentes SNMP so simples e executam operaes elementares, como estabelecer e obter valores das variveis. O programa que analisa, manipula, combina ou aplica algum algoritmo sobre os dados deve residir no gerente.

Comparao entre as arquiteturas TCP/IP e OSIAtualmente, com a necessidade da utilizao de modelos abertos em sistemas de comunicao, torna-se imprescindvel conhecer os dois principais modelos que visam atender esta necessidade (o modelo OSI e o modelo TCP/IP) e suas diferenas.

A principal diferena entre os dois, que o modelo OSI evoluiu de uma definio formal elaborada por comisses da ISO para o desenvolvimento de produtos, enquanto que o TCP/IP nasceu da necessidade do mercado e da demanda de produtos para resolver o problema de comunicao e a partir da passou por uma srie de implementaes onde muitos produtos foram desenvolvidos fora da arquitetura internet, passando a ser incorporados a ela.

Vale ento dizer que a arquitetura OSI considerada um modelo de jure, enquanto que arquitetura internet considerada um modelo de facto.

Analisando-se comparativamente a estrutura dos dois modelos (figura 3.10), pode-se observar que a parte referente s sub-redes de acesso da arquitetura internet corresponde camada fsica, de enlace e, parcialmente, de rede do modelo OSI, sem que haja nenhuma padronizao neste sentido.

O IP corresponde camada de rede, enquanto o TCP e o UDP oferecem servios semelhantes aos prestados, respectivamente, pelos protocolos de transporte orientados e no-orientados conexo do modelo OSI. Nas camadas superiores, a arquitetura Internet coloca sob responsabilidade da aplicao os servios fornecidos pelas camadas de sesso, apresentao e aplicao do modelo OSI.

Figura 3.10: Comparao entre as arquiteturas OSI e TCP/IP

O fato da arquitetura TCP/IP possuir menos camadas que o modelo OSI implica na sobrecarga de algumas camadas com funes que no lhe so especficas. Por exemplo, podemos citar a transferncia de arquivos: no ambiente TCP/IP, as funes correspondentes camada de apresentao OSI so desempenhadas pelo prprio protocolo de transferncia de arquivos FTP. Por outro lado, o TCP/IP nos fornece aplicaes simples, eficiente e de fcil implementao a nvel de produtos. Uma das maiores limitaes da arquitetura TCP/IP quanto a sua capacidade de endereamento, que j est se tornando limitada, devido ao crescimento da Internet.

J a arquitetura OSI sofre crticas por apresentar "modelos e solues acadmicas" e objetivar atendimento a requisitos de propsito geral em detrimento de solues imediatas, compatveis com as exigncias atuais dos usurios. tambm criticada por no apresentar meios de migrao entre as arquiteturas atualmente em funcionamento e suas solues.

Diante desta situao, observa-se atualmente um emergente esforo de aproximao entre as duas arquiteturas, objetivando-se aproveitar o que cada uma tem de melhor a oferecer, de forma a se encontrar solues mistas.

TELNET

FTP

WWW

DNS

SMTP

TCP

UDP

IP

IGMP

ETHERNET TOKEN-RING NOVEL ATM X.25 HDLC FDDI FAST-ETHERNET 100VG

FRAME-RELAY SATLITE

APLICAO

TRANSPORTE

INTERNET

Rede

REDE

(Interface ou Host

a rede)

ICMP

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EMBED MS_ClipArt_Gallery

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150.162.1.60

150.162.1.70

150.162.1.50

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UMC

(Ethernet)

128.10.0.0

IBPI-NET

10.0.0.0

UNICSUL

(Token)

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ROTEADORES