Redes de Computadores Professora MÁRCIA Histórico Introdução. 1969, Defense Advanced Research...

Redes de ComputadoresProfessora MÁRCIA

Histórico

Introdução.• 1969, Defense Advanced Research Projects Agency

(DARPA) desenvolve um projeto de pesquisa para criar uma rede experimental de comutação de pacotes – ARPANET – que deveria prover: robustez; confiabilidade; comunicação de dados independente de fornecedores.

• 1975, Devido ao grande sucesso, a ARPANET deixa uso experimental e passa a ter uso operacional; seu desenvolvimento continua e a família de protocolos TCP/IP começa a ser concebida.

• 1979, Internet Control and Configuration Board define o projeto de um protocolo para interconexão de redes;


Histórico

• 1980, TCP/IP torna-se padrão na ARPANET;• 1983, TCP/IP adotado como padrão militar e a

Defence Communication Agency pede a divisão da ARPANET: Internet = ARPANET + MILNET

• TCP/IP integrado ao BSD/UNIX e disponibilizado a baixo custo;

• 1985, Nacional Science Foundation (NSF) promove expansão da Internet para a comunidade científica americana – NSFNET

• 1986 ... 1992, NSF disponibiliza acesso para comunidade científica fora dos Estados Unidos (chegando inclusive ao Brasil);


Histórico

1993 ... 1998, TCP/IP torna-se padrão ‘de fato’ para interconexão de redes de diferentes tecnologias; rede passa a ser usada para os mais variados fins;

1997 ..., Mundo usa massivamente a Internet, articula-se e implementa-se em alguns países a Internet 2 (inclusive o Brasil com a RNP2); comunicação em alta velocidade (155/622 Mbps, 256, 1024, 2048 Mbps).

1990 - 3.000 redes e 200 mil hosts. 1998 -150.000 redes e 50 milhões de hosts.


Arquitetura TCP/IP

Nascida na Internet (final dos anos 70)Nome derivado dos protocolos principais

• TCP - Transmission Control Protocol• IP - Internet Protocol

Arquitetura aberta - documentos• RFC’s - Request for Comments• IEN - Internet Engineering Note• STD - Internet Standard


IAB - Internet Active Board


Administração da Internet

The internet Society(ISOC)• Através de fórums, debates e publicações, procura

orientar a pesquisa e utilizaão da internet IAB(The internet Architeture Board

• Cordena toda a pesquisa e desenvolvimento envolvidos no funcionamento da internet, coordenando duas frentes de trabalho, que são os grupos de pesquisadores voluntáris IETF e IRTF

IRTF(The internet research task force)• Grupo formado com o objetivo de desenvolver

pesquisas a longo prazo referentes ao funcionamento da internet


Administração da Internet

IETF( The Internet Engineering Task Force)• Grupos de pesquisadores e técnicos

responsáveis pelas atividades pela definição e padronização de protocolos utilizados na Internet


Protocolos de Comunicação

Conjunto de regras que regem a troca de informações entre computadores

XXX

80

xx

Protocolos de Comunicação

Computador A

Computador B


Modelo em camadas

Computador A Computador B

Protocolo entre aplicações

Aplicação 1

Meio físico

Aplicação 2

Segurança

Controle de fluxo

Conexão

Segurança

Controle de fluxo

Protocolo de segurança

Protocolo de controle de fluxo

Conexão

Protocolo de controle de conexão


Protocolos x Serviços

Computador A Computador B

Camada N

Meio físico

Camada N-1

Protocolos

ServiçosCamada 2

Camada 1

Camada N

Camada N-1

Camada 2

Camada 1

Service user

Service Provider


Serviços

Tipos• Orientado a conexão• Sem conexão


Exemplo de fluxo de dados

Aplicação 1 Aplicação 2

Camada 3

Camada 2

Camada 1 Camada 1

Camada 2

Camada 3

Dados Dados

Meio físico


Modelo de Referência ISO-OSI

TRANSPORT

InterNet

NETWORK INTERFACE

PRESENTATION

SESSION

TRANSPORT

NETWORK

APPLICATION

DATALINK

PHYSICALISO/OSI

1978TCP/IP1970

APPLICATION


Camada interface de rede

Encapsulamento dos dados vindos da camada interrede em quadros aptos a serem transmitidos pela tecnologia subjacente

Mapeamento do endereço ip em endereços reconhecidos pela rede física(end MAC)

Deve tratar diretamente com uma variedade de sub-redes adjacentes( ethernet, token ring, X.25)



• O mapeamento via protocolo ARP só é necessário em uma rede do tipo compartilhada como Ethernet, Token-Ring, FDDI, etc.. Em uma rede ponto-a-ponto como, por exemplo, um enlace serial, o protocolo ARP não é necessário, já que há somente um destino possível.



200.18.171.3200.18.171.1

200.18.171.4

para200.18.171.3


Camada interRede

Deve mover os dados entre as camadas de interface de rede e de transporte(equivalente ao nível 3 do modelo OSI)

Construida em cima dos serviços da interface-de-rede, os serviços da camada InterNet exibem as consequências clássicas de uma transmissão sem conexão, como a possibilidade de perda, duplicação ou desordem dos datagramas

O protocolo IP é o responsável pela entrega das mensagens para as máquinas em qualquer ponto da internet


Camada interRede

Características do Protocolo IP• A troca de mensagens se faz usando pacotes

individuais de dados, chamados datagramas.• Os datagramas trafegam pelas redes locais,

passando pelos roteadores, de maneira autônoma.

• Associados á definição de datagramas IP, estão as especificações de endereços IP e de mecanismos de roteamento, ambos necessários para a formação da rede global.


Camada interRede

Características do Protocolo IP• A versão atual do IP usada na internet é a

versão 4.0. Por causa das limitações deste protocolo, uma nova versão(chamada IPv6) está sendo finalizada antes de sua implantação na internet.


Camada interRede

Além do IP, a camada InterRede define um protocolo usado para trocar algumas informações simples sobre o controle da comunicação na rede conhecido como ICMP


Camada Transporte

A nível de IP, a comunicação é feita entre máquinas.

O serviço de transporte, é responsável pelo agrupamento e distribuição de datagramas entre as aplicações comunicando simultaneamente na mesma máquina (comunicação fim-à-fim)


Camada Transporte

Há escolha entre duas possibilidades:• Um protocolo “leve” ( UDP: user datagram protocol),

para as aplicações que preferem a rapidez em detrimento da robustez.

• O TCP (transpot control protocol) define mecanismos para obter uma comunicação com confirmação e controle de fluxo

• UDP é bastante usado, inclusive por aplicações que preferem implementar seus próprios mecanismos de controle fim-à-fim


Camada Aplicação

A arquitetura TCPIP não inclui um equivalente para as camadas 5(sessão) e 6 (apresentação) do modelo OSI

As funções destas camadas, se necessárias, fica a cargo das aplicações

os serviços mais conhecidos são:• TELNET (network terminal protocol) para terminais

remotos• FTP (file transfer protocol) para transferência de

arquivos• SMTP (simple mail transfer protocol) para correio

eletrônico


Camada Aplicação

• DNS (domain name service) associação de nomes de hosts a endereços IP

• SNMP( simple network management protocol) suporte para gerenciamento de redes

• HTTP, POP, ETC.


Endereçamento em redes

Endereço físico • Associado a hardware / tecnologia• Ex : Endereço Ethernet (00:80:A0:01:11:01)

Endereço lógico• Associado ao protocol suite• Ex : Endereço IP (200.246.160.4)


Exemplo de Internetworking via TCP/IP

LAN ETHERNET

WAN X25

CYCLOM MP/RT

LKTXRXCO

CPU

XXX

80

xx

XXX

80

xx

CYCLOM MP/RT

LKTX

RX

CO

CPU

08:00:01:02:03:04 01:20:A0:FF:01:03 08:00:20:A0:C2:0F

0C:9A:11:01:F8:A4 1C:9B:87:01:00:A4 02:0A:44:0D:00:02

11112345

14112345

16112344

12123421

10.0.0.110.0.0.2

10.0.0.310.0.0.4

20.1.1.1 20.1.1.2 20.1.13

40.1.2.1 40.1.2.2 40.1.2.3

Endereço Físico

Endereço Lógico

LAN ETHERNET


Topologia Real

XXX

80

xx

CYCLOM MP/RT

LKTXRXCO

CPU

CYCLOM MP/RT

LKTXRXCO

CPU

XXX

80

xx

AB C D

E

F

G

X1 X2

WAN X25

LAN ETHERNETLAN TOKEN-RING


TCP/IP - Topologia ao Usuário

XXX

80

xx

XXX

80

xx

INTERNETTCP/IPA

B C

D

E

FG


Conectividade - Rede


TCP/IP - Características

Independência de plataformaConectividade a nível de redeControle de fluxo end-to-endEndereçamento lógico universal


TCP/IP - Modelo e Protocolos

APPLICATION

TRANSPORT

INTERNET

NETWORKINTERFACE

NETWORKHARDWARE

TCP UDP

FTP HTTP DNS Telnet SMTPSNMP RIP Gopher ...

ICMP IP IGMP

PPP SLIP ARP ETHATM X.25 Frame Relay ...

RS232 V35 V21 ETH ATM ISDN PSDN...


TCP/IP - Unidades de Informação

Formato

APPLICATION

TRANSPORT

INTERNET

N. INTERFACE

Camada

Dados

Segmentos TCP /Datagramas UDP

Datagramas IP

Frames

Denominação

User Data

Trans. Data

Internet Data

Network Data NH NT

IH

TH


Internet TCP/IP - Componentes

XXX

80

xx

CYCLOM MP/RT

LKTXRXCO

CPU

CYCLOM MP/RT

LKTXRXCO

CPU

XXX

80

xx

WAN X25

LAN ETHERNET LAN TOKEN-RING

Hosts Hosts

Host

Redes Físicas

Gateway Gateway


TCP/IP - Conectividade

TOK

FTP

TCP

IP

ETH

IP

X25

ETHERNET TOKEN RING X.25

Host A Roteador X1 Roteador X2 Host F

ETH

FTP

TCP

IP IP

X25 TOK


Estrutura de Endereço IP

Número de 32 bits

Representado em notação decimal pontuada

72.133.240.21

0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1

31 30 29 ----- ---- 2 1 0bit

133 240 2172

1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1


Endereçamento IP - Tipos

Endereço Normal

Endereço de Multicasting

NET ID HOST ID

MULTICASTING ID


Endereçamento IP - Estrutura

Os endereços IP são repartidos em 5 classes O endereço identifica um nó na internet de

maneira única e não ambígua Os endereços do IPv4 são formados de 4 octetos

(32 bits) Estes são divididos em duas partes: netid e hostid

A parte de netid é usada para identificar uma rede local na internet

A parte de hostid identifica as máquinas dentro de uma rede local


Classes de endereçamento IP

0

10

110

1110

1111

NETID HOSTID

HOSTID

HOSTID

NETID

NETID

MULTICASTIND ID

RESERVED

BIT 0 1 7 8 31

BIT 0 1 2 3 23 24 31

BIT 0 1 2 15 16 31

BIT 0 1 2 3 4 31

BIT 0 1 2 3 4 31

CLASSE A

CLASSE B

CLASSE C

CLASSE D

CLASSE E


Espaço de endereçamento IP

Classe A0.1.0.0 – 126.0.0.0

Classe B128.0.0.0 – 191.255.0.0

Classe C 192.1.0.0 – 223.255.255.0

127.0.0.0 – Loop local 0.0.0.0 – Indica roteador padrão


Divisão endereços IP em sub-redes


ENDEREÇO Local de manipulação e funçãoALL ONES DST- Broadcasting limitado

ALL ZEROES DST- Broadcasting limitadoSRC- Emitente desconhece seu endereço

NET ALL ONES DST- Broadcasting direto em NET

NET ALL ZEROES IP- Endereço da rede dada por NETID

ALL ZEROES HOST SRC- Emitente na mesma rede, porém desconhece oendereço dela

127 XXXXX DST- interface para loopback

Locais onde o endereço aparece:

DST - destino de um datagramaSRC - origem de um datagramaIP - software IP (ex: roteamento


Exercício 1: Endereçamento IP

XXX

80

xx

CYCLOM MP/RT

LKTXRXCO

CPU

CYCLOM MP/RT

LKTXRXCO

CPU

XXX

80

xx

WAN X25

LAN ETHERNET LAN TOKEN-RING

LAN A

?

?

?

? ?

?

?

?

?LAN B

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