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.
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
• 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.
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
192.10.2.0notação decimalpontuada
notaçãobinária
Classe C
+26
11000000 00001010 00000010 11111111
2726252423222120 2726252423222120 2726252423222120 2726252423222120
27 =192 23 +21=10 21=2 Parte de host tudo 1
192.10.2.0notação decimalpontuada
notaçãobinária
Classe C
+26
Endereço de Broadcast
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.
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
Dado o número IP 192.168.1.1e a máscara
255.255.255.0 Endereço de rede: 192.168.1.0
Broadcast nesta rede: 192.168.1.255
Dado o número IP 192.168.1.1e a máscara
255.0.0.0 Endereço de rede: 192.0.0.0
Broadcast nesta rede: 192.255.255.255
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.
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
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