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Escola de Ciência e Tecnologia Arquitetura TCP/IP Arquitetura TCP/IP Interface entre o Nível Lógico e Físico Protocolo IP Etienne César R. de Oliveira.

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1 Escola de Ciência e Tecnologia Arquitetura TCP/IP Arquitetura TCP/IP Interface entre o Nível Lógico e Físico Protocolo IP Etienne César R. de Oliveira etienne.oliveira@unigranrio.br 1ª Versão – setembro de 2012

2 Escola de Ciência e Tecnologia Arquitetura TCP/IP Sumário 1. Interface entre o Nível Lógico e Físico 2. Protocolo IP

3 Escola de Ciência e Tecnologia Arquitetura TCP/IP Interface entre o Nível Lógico e Físico Endereçamento Endereço Lógico (Endereço IP) 32 bits Endereço Físico (MAC) 48 bits ARP – Address Resolution Protocol Provê um mapeamento dinâmico do endereço IP para o endereço MAC correspondente. RARP – Reverse Address Resolution Protocol O protocolo RARP é utilizado para obter o endereço lógico de um host a partir do seu endereço físico

4 Escola de Ciência e Tecnologia Arquitetura TCP/IP Interface entre o Nível Lógico e Físico ARP – Address Resolution Protocol ARP Request Mensagem enviada em broadcast, solicitando que o dono de um determinado endereço lógico informe seu endereço MAC ARP Reply Mensagem enviada em unicast, informando o endereço MAC associado a um determinado endereço lógico.

5 Escola de Ciência e Tecnologia Arquitetura TCP/IP Interface entre o Nível Lógico e Físico Formato do Cabeçalho Hardware Type = Ethernet=1; ARCnet=7; localtalk=11; FrameRelay=15 Protocol Type = IP = 0x0800 Operation = ARP Request=1; ARP Reply=2; RARP Request=3; RARP reply=4.

6 Escola de Ciência e Tecnologia Arquitetura TCP/IP Interface entre o Nível Lógico e Físico ARP no padrão Ethernet

7 Escola de Ciência e Tecnologia Arquitetura TCP/IP Interface entre o Nível Lógico e Físico Operação do ARP FTP TCP IP Ethernet driver ARP TCP resolver IPARP Ethernet driver ARP hostname IP addr Establish connection with IP address Send IP datagram to IP address ARP request (Ethernet broadcast) (4) (5) (6) (3) (1) (2) (7) (8)(9)

8 Escola de Ciência e Tecnologia Arquitetura TCP/IP IP 172.28.80.96 MAC 00:50:BA:49:9D:B9 IP 172.28.80.100 MAC ? FF:FF:FF:FF:FF 00:50:BA:49:9D:B9 0x0806 0x010x800 0x060x040x001 00:50:BA:49:9D:B9 172.28.80.96 00:00:00:00:00:00 172.28.80.100 Checksum Dest MAC (broadcast) Source MAC ARP frame type Ethernet / IP MAC=6 / IP = 4 / request Source MAC Source IP Dest MAC (unknow) Dest IP Ethernet checksum Interface entre o Nível Lógico e Físico

9 Escola de Ciência e Tecnologia Arquitetura TCP/IP IP 172.28.80.96 MAC 00:50:BA:49:9D:B9 IP 172.28.80.100 MAC 00:02:7A:D2:B3:00 00:50:BA:49:9D:B9 00:02:7A:D2:B3:00 0x0806 0x010x800 0x060x040x002 00:02:7A:D2:B3:00 172.28.80.100 00:50:BA:49:9D:B9 172.28.80.96 Checksum Dest MAC (unicast) Source MAC ARP frame type Ethernet / IP MAC=6 / IP = 4 / reply Source MAC Source IP Dest MAC Dest IP Ethernet checksum Interface entre o Nível Lógico e Físico

10 Escola de Ciência e Tecnologia Arquitetura TCP/IP Interface entre o Nível Lógico e Físico ARP Request e ARP Reply

11 Escola de Ciência e Tecnologia Arquitetura TCP/IP Interface entre o Nível Lógico e Físico ARP Request e ARP Reply

12 Escola de Ciência e Tecnologia Arquitetura TCP/IP Interface entre o Nível Lógico e Físico RARP – Reverse Address Resolution Protocol RARP Request Mensagem enviada em broadcast, solicitando que seja informado o endereço lógico de um determinado endereço endereço MAC RARP Reply Mensagem enviada em unicast, informando o endereço lógico associado a um determinado endereço MAC.

13 Escola de Ciência e Tecnologia Arquitetura TCP/IP Interface entre o Nível Lógico e Físico RARP

14 Escola de Ciência e Tecnologia Arquitetura TCP/IP Interface entre o Nível Lógico e Físico RARP

15 Escola de Ciência e Tecnologia Arquitetura TCP/IP Interface entre o Nível Lógico e Físico Problemas de Segurança Man in the Middle Attack Session Hijacking “E” envia duas mensagens ARP ARP: “A” está no “E” ARP: “B” está no “E” Tráfego entre “A” e “B” passa a ser encaminhado para “E”

16 Escola de Ciência e Tecnologia Arquitetura TCP/IP Interface entre o Nível Lógico e Físico Problemas de Segurança ARP Denial of Service “E” envia mensagem ARP reply “Router”  “T Todos os host atualizam o cache Acesso à Internet interrompido

17 Escola de Ciência e Tecnologia Arquitetura TCP/IP Protocolo IP Camada de Rede (Camada 3) Serviço sem conexão Sem confirmação Sem retransmissão Sistema de entrega fim-a-fim Sem controle de erros e sem reconhecimento Isso significa que o protocolo IP não executa: Controle de erros sobre os dados da aplicação Controle de fluxo Sequenciamento de dados Entrega ordenada Best Effort Principal Função: Roteamento

18 Escola de Ciência e Tecnologia Arquitetura TCP/IP Protocolo IP Formato do Protocolo IP Version HLENService TypeTotal Length IdentificationFlags Fragment Offset Time to Live (TTL)ProtocolHeader Checksum Source IP Address Destination IP Address IP Options (if any) Padding 048 16 19 24 31 Data

19 Escola de Ciência e Tecnologia Arquitetura TCP/IP Protocolo IP Formato do Protocolo IP Version (4 bits) HLEN (4 bits) Tamanho em no. de palavras de 32 bits Header sem opções: 5 (20 bytes) Header com opções: tamanho máximo 15 (60 bytes) Service Type Confiabilidade, precedência, atraso e throughput Total Length (16 bits) Tamanho do header + área de dados Identification (16 bits) Identifica de forma única um pacote IP Flags (3 bits) More Fragments (MF) Don´t Fragment (DF) Reserved

20 Escola de Ciência e Tecnologia Arquitetura TCP/IP Protocolo IP Formato do Protocolo IP Fragment Offset (13 bits) Múltiplo de byte Time to Live (8 bits) Protocol (8 bits) Próximo nível a receber dados (protocolo que está encapsulado no frame IP) ICMP (1), TCP (6), UDP (17) etc. Header Checksum (16 bits) Soma dos complementos de 1 de blocos de 16 bits, contendo informações do header do IP

21 Escola de Ciência e Tecnologia Arquitetura TCP/IP Protocolo IP Formato do Protocolo IP Endereço Origem (32 bits) Endereço Destino (32 bits) Opções (variável) Source route, record route, timestamp recording etc. Padding (variável) Faz com que o header seja múltiplo de 4 bytes Data (variável) Data + header < 65,535 bytes

22 Escola de Ciência e Tecnologia Arquitetura TCP/IP Protocolo IP Fragmentação Cada padrão de rede tem um MTU diferenciado Ethernet: 1500 bytes ATM: 53 bytes FDDI: 4500 bytes... Datagramas maiores do que a MTU da rede devem ser fragmentados Cada fragmento recebe uma cópia do cabeçalho IP do datagrama original e uma porção de dados Header IP Dados Header IP Dados - Frag #1 Header IP Dados - Frag #2

23 Escola de Ciência e Tecnologia Arquitetura TCP/IP Protocolo IP Fragmentação No header IP dos fragmentos alteram-se os campos Flags, Fragment Offset, Total Length Header IP Dados Header IP Dados Frag #1 Header IP Dados Frag #2 ID = xxxx DF = 0 MF =1 Offset = 0 ID = xxxx DF = 0 MF = 0 Offset= 0+Tam FRAG #1 Original Fragmentos

24 Escola de Ciência e Tecnologia Arquitetura TCP/IP Protocolo IP Fragmentação R1 R2 MTU = 1500 bytesMTU = 1000 bytesMTU = 1500 bytes 1 Datagrama Origem 3000 bytes 3 fragmentos de 1000 bytes 3 fragmentos de 1000 bytes ID = 12345, DF = 0 MF = 0 Offset = 0, len = 3000 ID = 12345, DF = 0 MF = 1 Offset = 0, len = 1000 ID = 12345, DF = 0 MF = 1 Offset = 1000, len = 1000 ID = 12345, DF = 0 MF = 0 Offset = 2000, len = 1000 ID = 12345, DF = 0 MF = 1 Offset = 0, len = 1000 ID = 12345, DF = 0 MF = 1 Offset = 1000, len = 1000 ID = 12345, DF = 0 MF = 0 Offset = 2000, len = 1000

25 Escola de Ciência e Tecnologia Arquitetura TCP/IP Protocolo IP Remontagem Fragmentos são remontados somente no destino Roteadores intermediários não devem remontar datagramas Gasto de memória e processamento Comutação de pacotes = fragmentos com rotas diferenciadas Tempo máximo para remontagem Se faltam fragmentos e o tempo se esgota, os fragmentos são descartados Destino envia para origem um ICMP de Time Exceeded

26 Escola de Ciência e Tecnologia Arquitetura TCP/IP Protocolo IP Remontagem Origem N. 7 N. 4 N. 3 N. 2 N. 1 Destino N. 7 N. 4 N. 3 N. 2 N. 1

27 Escola de Ciência e Tecnologia Arquitetura TCP/IP Protocolo IP TTL – Time to Live


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