TCP/IP - Camada de Internet · Não são definidas pela arquitetura TCP/IP. Endereçamento lógico...

Aula 4Pilha de Protocolos TCP/IP: Comutação: por circuito / por pacotes Pilha de Protocolos TCP/IP; Endereçamento lógico; Encapsulamento; Camada Internet; Roteamento; Protocolo IP; Classes de endereços IP; Endereços Reservados; Máscara de Rede; Sub-redes.

COMUTAÇÃO:

• POR CIRCUITO

• POR PACOTES

Redes de comutação por circuito

– Estabelece um caminho dedicado entre a origem e o destino, antes que a comunicação se estabeleça.

REDE COMUTADA POR CIRCUITO

C

A B

D

A banda é reservada, independente do tráfego.

Comutação por pacotesNeste tipo de rede, nenhum caminho especifico é determinado antes de iniciar uma comunicação. Cada nó decide para onde cada novo pacote que chega deve ser roteado.

Pilha de Protocolos TCP/IPConjunto de protocolos e serviços de comunicação padronizados que servem de base para construção da rede internet. Os protocolos da arquitetura TCP/IP são organizados num modelo de software em camadas.

Aplicação

Transporte

Internet

Enlace de Dados

Física

Definem os mecanismosde comunicação nointerior de uma redelocal.

Interface de Rede

Definemmecanismos decomunicação quefuncionam demaneiratransparenteatravés das redesinterligadas.

Ethernet, Token Ring,

etc.

Protocolos da família TCP/IP

Camadas Física e de EnlaceNão são definidas pela arquitetura TCP/IP

Endereçamento lógico

Aplicação

Transporte

Enlace de DadosFísica

Interface de RedeInternet

Na camada de rede (Internet), os

computadores são identificados por

endereços IP (endereços lógicos)

Nos protocolos inferiores, os computadores são

identificados por endereços físicos

associados às placas adaptadoras de rede.

Placa adaptadora

de rede

Mapeamento de Endereços• Os endereços IP são temporários. O verdadeiro

identificador de um computador em uma rede é o endereço MAC (Medium Access Control), que é o endereço físico associado à placa adaptadora de rede (NIC – Network Interface Card)

MAC (00-60-08-11-15-A3) (end. Físico)

IP 200.10.9.7 (end. lógico)Endereços de 48 bits

(6 bytes)

Identificado em Hexadecimal

Identificado em Decimal

Encapsulamento

DadosMAC Destino FCS

Enlace de Dados

(Quadro)

Camada de Rede (Pacote) DadosIP

OrigemIP

Destino

MAC Origem

Header

QUADRO

200.10.9.7

200.10.9.9

00-60-08-11-15-A3

00-60-08-10-14-B2

Pacote

QUADRO E PACOTE

REDE LOCALETHERNET

ENLACE PONTO-A-PONTO

(frame relay) REDE LOCALTOKEN-RING

O PACOTE É SEMPRE O MESMO

O QUADRO MUDA DE ACORDO COM O MEIO FÍSICO

REDE LOCALETHERNET

Camada Internet

• Responsável pelo roteamento dos pacotes, adicionando ao pacote informações para que possa ser feito o roteamento ao destino desejado;

• Não realiza controle de erros nem fornece confiabilidade;

• Esquema de endereçamento IP;• Protocolos:

– IP (Internet Procotol)– ICMP (Internet Control Message Protocol)– ARP (Address Resolution Protocol)– RARP (Reverse Resolution Protocol)

Camada Internet

Roteador: Equipamento que faz o encaminhamento dos pacotes

Roteador: equipamento da camada 3

ROTEADORROTEADOR ??PACOTEPACOTE

PORTA

PORTA

PORTA

Roteador: Toma as decisões através da camada Internet (Rede) utilizando um endereço lógico (Endereço IP)

Roteamento

Tabela de roteamento Tabela de

roteamento

Tabela de roteamento

Protocolo IP

A arquitetura TCP/IP é roteável;Roteamento: característica que permite

a interligação de diversas redes, podendo ter diferentes caminhos interligando o emissor e o transmissor;

Para isso, utiliza o esquema de endereçamento IP.

Endereçamento IP

Para poder ser identificado na Internet, cada máquina possui um endereço único: o endereço IP;

Quando a máquina está conectada a mais de uma rede ela possui um endereço IP para cada interface de rede.

Endereço de Unicast

É a forma de endereçamento na qual o destinatário do pacote é um único computador;

Quando um pacote é enviado a um endereço de unicast, uma única cópia do pacote é entregue no endereço correspondente;

Unicast é o tipo mais comum de comunicação entre computadores.

Endereço de Broadcast

Endereçamento IP

Os endereços IP são números de 32 bits representados em formato decimal separados por ponto.

Ex.: 200. 145. 31. 222

11001000 10010001 00011111 11101110

ENDEREÇAMENTO IP8 16 24 310

0

01

1 1 0

Classe A

Classe B

Classe C

netid

netid

netid

hostid

hostid

hostid

Classe A

Classe B

Classe C

Classes de endereços IP

Endereços da classe A:7 bits para rede, 24 bits para endereços IP.

Permite 27-2 redes e 224-2 hosts em cada.

Endereços da classe B:14 bits para rede, 16 bits para endereços IP.

Permite 214-2 redes e 216-2 hosts em cada.

Endereços da classe C:21 bits para rede, 8 bits para endereços IP.

Permite 221-2 redes e 28 - 2 hosts em cada.

Classe AEndereços classe A são atribuídos a redes com um vasto número de hosts. O bit de maior grau em uma classe A é sempre zero. Os próximos 7 bits (preenchendo o primeiro octeto) completam a identificação de rede. Os 24 bits restantes (os últimos 3 octetos) representam a identificação do host.Um endereço classe A permite 126 redes e 16.777.214 host por rede.

Classe BEndereços classe B são atribuídos a redes com um número médio de hosts. Os 2 bits de maior grau em uma classe B são sempre os valores binários 10. Os próximos 14 bits (preenchendo primeiro e o segundo octeto) completam a identificação de rede. Os 16 bits restantes (os últimos 2 octetos) representam a identificação do host. Um endereço classe B permite 16.384 redes e 65.534 host por rede.

Classe CEndereços classe C são atribuídos a pequenas redes. Os 3 bits de maior grau em uma classe C são sempre os valores binários 110. Os próximos 21 bits (preenchendo os 3 primeiros octetos) completam a identificação de rede. Os oito bits restantes (o último octeto) representam a identificação do host.Um endereço classe C permite 2.097.152 redes e 254 host por rede.

Endereços ReservadosOs endereços IP podem ser atribuídos livremente em uma rede interna. Se houver necessidade de conexão com a Internet, os endereços IP devem ser atribuídos segundo regras bem definidas (RFC 1918).

Atribuindo um número IPOs endereços IP podem ser atribuídos manualmente ou automaticamente. Quando se está utilizando uma rede grande, há uma grande vantagem na utilização de um servidor DHCP. O DHCP funciona segundo a arquitetura cliente-servidor. Nessa arquitetura, uma máquina denominada “servidor de DHCP” é responsável por atribuir endereços IPs para as demais máquinas, denominadas “clientes DHCP”.

Endereço IPNotação Decimal Pontuada

10000000 00001010 00000010 00011110

2726252423222120 2726252423222120 2726252423222120 2726252423222120

27=128 23+21=10 21=2 24+23+22+21=30

128.10.2.30notação decimalpontuada

notaçãobinária

Endereço de Rede

11000000 00001010 00000010 00000000

2726252423222120 2726252423222120 2726252423222120 2726252423222120

27 =192 23 +21=10 21=2 Parte de host tudo 0


notaçãobinária

Classe C

+26

11000000 00001010 00000010 11111111

2726252423222120 2726252423222120 2726252423222120 2726252423222120

27 =192 23 +21=10 21=2 Parte de host tudo 1


notaçãobinária

Classe C

+26


Rede interna - Categoria 1Os hosts que se comunicam apenas no interior da rede corporativa e não tem acesso a redes externas ou a internet. Cada host dessa categoria precisa de um endereço IP que seja único na empresa, mas que pode ser duplicado entre empresas diferentes.

Rede interna - Categoria 2Os hosts que se comunicam indiretamente com o mundo externo.

Rede interna - Categoria 3Os hosts que se comunicam diretamente com a internet.

Máscara de Rede

Exemplos de Máscaras de RedeClasse A

Decimal: 255.0.0.0

Binário: 11111111.00000000.00000000.00000000

Classe B

255.255.0.0

Binário: 11111111.11111111.00000000.00000000

Classe C

255.255.255.0

Binário: 11111111.11111111.11111111.00000000

Máscaras de rede

Dado o número IP 192.168.1.1e a máscara

255.255.0.0 Endereço de rede: 192.168.0.0

Broadcast nesta rede: 192.168.255.255


255.255.255.0 Endereço de rede: 192.168.1.0



255.0.0.0 Endereço de rede: 192.0.0.0


Exemplo de rede IP

Operações lógicas: And, Or e Not

10000000

11111111And

10000000

10000000

11111011Or

11111011

10000000

01111111Not

Operação And

10000000 00001010 00000010 00011110

Endereço IP: 128.10.2.30

notaçãobinária

11111111 11111111 11111111 00000000 Máscarade rede

And

Endereçoda rede

10000000 00001010 00000010 00000000

Resultado: IP da rede: 128.10.2.0

Encaminhamento dos pacotes

Rede: 200.10.1.0Mascara: 255.255.255.0

Máquina: 200.10.1.1Mascara: 255.255.255.0

Máquina: 200.10.1.2Mascara: 255.255.255.0

Máquina: 200.10.2.2Mascara: 255.255.255.0

Máquina: 200.10.2.1Mascara: 255.255.255.0

Máquina: 200.10.2.3Mascara: 255.255.255.0

Rede: 200.10.2.0Mascara: 255.255.255.0

Rede: 200.10.3.0Mascara: 255.255.255.0Máquina: 200.10.3.1

Mascara: 255.255.255.0

Máquina: 200.10.3.2Mascara: 255.255.255.0

Máquina: 200.10.3.3Mascara: 255.255.255.0

and

and

and

Sub-redesNo esforço de criar domínios de broadcast menores e com isso ter uma melhor utilização dos bits em uma identificação de host, uma rede IP pode ser subdividida em pequenas redes, cada qual limitada por um roteador IP e atribuída a uma nova identificação de sub-rede, na qual é um subconjunto da identificação de rede original baseada em classes.

Desta forma cria-se sub-redes, subdivisões de uma rede IP, onde cada sub-rede possui sua única identificação de sub-rede.

Para a criação da sub-rede, é necessário utilizar uma parte do endereço do Host para a identificação da sub-rede. No caso abaixo, pegou-se emprestado três bits da parte do Host para identificação da sub-rede.

Endereço de Rede


Redes Possíveis

Sub-rede (4 bits “emprestados”)

Regras para a criação da sub-rede

Usar pelo menos 2 bits para identificação da sub-rede;

Deixar pelo menos 2 bits para a identificação do host.

11111111 11111111 11111111 11000000

11111111 11111111 11111111 11111100

Sub-redes da Classe C

Nº de Bits

Mascara sub-rede

Sub-redes

Hosts

2 255.255.255.192 2 623 255.255.255.224 6 304 255.255.255.240 14 145 244.244.244.248 30 66 255.255.255.252 62 2

Cabeçalho IP

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