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Protocolo IP Profa. Ana Cristina Benso da Silva Disciplina: Redes de Computadores.

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1 Protocolo IP Profa. Ana Cristina Benso da Silva Disciplina: Redes de Computadores

2 Redes de Computadores Profa. Ana Benso Roteiro IPv4 Características Frame Campos do Frame Opções IPv4 Fragmentação e Remontagem

3 Redes de Computadores Profa. Ana Benso Características do IP Sistema de entrega fim-a-fim É um protocolo Não orientados à conexão 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

4 Redes de Computadores Profa. Ana Benso Características do IP Serviço de entrega: Best-effort Os pacotes não são descartados sumariamente, o protocolo torna-se não confiável somente quando há exaustão de recursos Datagrama de tamanho variável IPv4: tamanho máximo 64 Kbytes Provê envio e recebimento Erros: ICMP

5 Redes de Computadores Profa. Ana Benso Frame 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 Data

6 Redes de Computadores Profa. Ana Benso Campos 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

7 Redes de Computadores Profa. Ana Benso Campos do IP Total Length (16 bits) tamanho do header + área de dados Identification (16 bits) Identifica de forma única um pacotes IP Flags (3 bits) More Fragments (MF) Don´t Fragment (DF) Reserved

8 Redes de Computadores Profa. Ana Benso Campos do 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) Header Checksum (16 bits) Soma dos complementos de 1 de blocos de 16 bits, contendo informações do header do IP

9 Redes de Computadores Profa. Ana Benso Campos IP Endereço Origem (32 bits) Origem dos dados Não é alterado ao longo da transmissão Endereço Destino (32 bits) Destino dos dados Não é alterado ao longo da transmissão Opções (variável) Security, source route, record route, stream id (used for voice) for reserved resources, timestamp recording

10 Redes de Computadores Profa. Ana Benso Campos do IP Padding (variável) Faz com que o header seja múltiplo de 4 Data (variável) Data + header < 65,535 bytes

11 Redes de Computadores Profa. Ana Benso Type of Service TOS (Type of Service) Especifica como o Datagrama deve ser tratado Divisão Original Precedence: importância do datagrama D: baixo atraso T: alto throughput R: alta confiabilidade Precedence D T R Unused

12 Redes de Computadores Profa. Ana Benso Type of Service Valores possíveis Bits 0-2: Precedence 111 Network control. 110 Internetwork control. 101 CRITIC/ECP. 100Flash override. 011 Flash. 010 Immediate. 001Priority. 000Routine. Bit 3: Delay 0 Normal delay. 1 Low delay. Bit 4: Throughput 0 Normal throughput. 1 High throughput. Bit 5: Reliability 0 Normal reliability. 1 High reliability. Bits 6-7: Reserved for future use.

13 Redes de Computadores Profa. Ana Benso Type of Service Problema Difícil para a Internet atender as solicitações de tipo de serviço Então passa a ser usado como uma dica para algoritmos de roteamento não como uma demanda Em 1990 o IETF redefiniu o service type para acomodar os differentiated services CODEPOINT Unused 0 6

14 Redes de Computadores Profa. Ana Benso Type of Service – Compatibilidade Distinção entre os bits do codepoint Se os últimos 3 bits (codepoint) contém 0 (zero) São definidas 8 classes de serviços que seguem a definição original Precedência especial: 6 e 7 Roteador deve implementar ao menos 2 esquemas Baixa prioridade Alta prioridade 3 bits em 0 e precedência 6 ou 7: alta prioridade

15 Redes de Computadores Profa. Ana Benso IP Options O campo de opções do protocolo IP é opcional Inicia após o endereço do destino Pode estender o header do IP até o tamanho máximo de 60 bytes Formato do campo de opções COPY OPTION CLASS OPTION NUMBER 013

16 Redes de Computadores Profa. Ana Benso IP Options Copy (1 bit) Controla como os roteadores tratam as opções durante o processo de fragmentação Option Class (2 bits) Especifica a classe geral de opções Option Class Descrição 0 Controle da rede ou datagrama 1 Reservado 2 Depuração 3 Reservado

17 Redes de Computadores Profa. Ana Benso IP Options Option Number (5 bits) Especifica uma classe específica dentre da classe geral Option Number Descrição 1 No operation 2 Security 3 Loose Route 7 Recorde Route 8 Stream Identifier 9 Strict Source Route 11 MTU Probe 12 MTU Reply 4 Timestamp 18 Traceroute Option Number Descrição 1 No operation 2 Security 3 Loose Route 7 Recorde Route 8 Stream Identifier 9 Strict Source Route 11 MTU Probe 12 MTU Reply 4 Timestamp 18 Traceroute

18 Redes de Computadores Profa. Ana Benso Record Route Option Provê uma forma de monitorar como os datagramas são roteados Cada roteador que roteia o datagrama acrescenta seu endereço IP ao campo de opções CODE LENGTH POINTER FIRST IP ADDRESS SECOND IP ADDRESS copy + option class + option number = CODE (1 byte)

19 Redes de Computadores Profa. Ana Benso Code e Pointer Code ( 8 bits) Representa os campos copy, option class e option number Exemplo: copy = 0, option class = 0, option number = 7 code = 7 copy = 1, option class = 0, option number = 9 code = 137 Pointer (8 bits) Aponta para próxima área a ser preenchida ou consultada Deve ser alterada pelo host ou roteador que manipula dados do campo de opções

20 Redes de Computadores Profa. Ana Benso Source Route Option Source Route Strict Source Route: rota exata a ser seguida Loose Source Route: deve passar pelo menos por um dos roteadores CODE LENGTH POINTER IP ADDRESS OF FIRST HOPE IP ADDRESS OF SECOND HOPE copy + option class + option number = CODE (1 byte)

21 Redes de Computadores Profa. Ana Benso Timestamp Option Similar ao Record Route Inicialmente contém uma lista vazia de roteadores e tempos Cada roteador acrescenta seus dados CODE LENGTH POINTER OFLOW FLAGS FIRST IP ADDRESS FIRST TIMESTAMP copy + option class + option number = CODE (1 byte)

22 Redes de Computadores Profa. Ana Benso Timestamp Option Cada entrada na lista contém IP address (32 Bits) Timestamp (inteiro de 32 bits) OFLOW (4 bits) Contador do número de roteador que não puderam acrescentar informações FLAGS Controla o formato exato do campo de timestamp

23 Redes de Computadores Profa. Ana Benso Timestamp - Flags Os valores possíveis são Valor das Flags Descrição 0Registre apenas o timestamp, omita o endereço IP 1 Acrescente o endereço IP e após o timestamp 3 Endereços IP são especificados pela origem. O roteador só irá registrar seu timestamp se o próximo IP na lista for o seu. Valor das Flags Descrição 0Registre apenas o timestamp, omita o endereço IP 1 Acrescente o endereço IP e após o timestamp 3 Endereços IP são especificados pela origem. O roteador só irá registrar seu timestamp se o próximo IP na lista for o seu.

24 Redes de Computadores Profa. Ana Benso 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

25 Redes de Computadores Profa. Ana Benso Fragmentação Cada fragmento recebe uma cópia do header IP do datagrama original e uma porção de dados Header IP Dados Header IP Dados Frag #1

26 Redes de Computadores Profa. Ana Benso 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 OFSSET = 0 ID = xxxx DF = 0 MF = 0 OFSSET = 0+Tam FRAG #1 Original Fragmentos

27 Redes de Computadores Profa. Ana Benso Fragmentação - exemplo 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

28 Redes de Computadores Profa. Ana Benso Fragmentação com DF = 1 R1 MTU = 1500 bytesMTU = 1000 bytes 1 Datagrama Origem 3000 bytes 0 fragmentos Retorno ICMP ID = 12345, DF = 1 MF = 0 Offset = 0, len = 3000 ID = 12345, DF = 1 MF = 0 Offset = 0, len = 3000 Datagrama Descartado !!! Datagrama Descartado !!! ICMP – Destination Unreachable Fragmentation Neede and DF = 1 ICMP – Destination Unreachable Fragmentation Neede and DF = 1 Recebido pela origem do datagrama Se Offse t == 0 icmp

29 Redes de Computadores Profa. Ana Benso 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

30 Redes de Computadores Profa. Ana Benso Fragmentação & Remontagem Origem N. 7 N. 4 N. 3 N. 2 N. 1 Destino N. 7 N. 4 N. 3 N. 2 N. 1


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