por Fernando Luís Dotti

Apresentação em tema: "por Fernando Luís Dotti"— Transcrição da apresentação:

1 por Fernando Luís Dotti fldotti@inf.pucrs.br
Comunicação de Dados por Fernando Luís Dotti

2 Redes de Computadores Nível de Rede
Fontes principais: Redes de Computadores - das LANs, MANs e WANs às Redes ATM. Luiz Fernando G. Soares, Guido Lemos, Sérgio Colcher. Editora Campus. Internetworking with TCP/IP - Vol. I. Douglas E. Comer Uso de alguns Slides de Raj Jain. Univ. de Ohio. EUA.

3 Nível de Rede Internet Nível de Rede na Internet
O ambiente inter-redes: hosts conectados a redes redes interligam-se por gateways: redes variam de redes locais a redes de grande porte

4 Nível de Rede na Internet

5 Nível de Rede na Internet - IPv4
Protocolo IP - características: serviço de datagrama não confiável - não há reconhecimento de dados fragmentação e remontagem de pacotes não há controle de erro sobre os dados: somente sobre o cabeçalho do pacote de rede não há controle de fluxo endereçamento hierárquico roteamento adaptativo distribuídos nos gateways

6 Nível de Rede na Internet - IPv4
Endereçamento IP 32 bits dividido em parte de rede e host dentro da rede endereços de rede distribuídos pelo NIC (Network Information Center) - endereços de hosts na rede decididos localmente

7 Nível de Rede na Internet - IPv4
Endereçamento IP

8 Nível de Rede na Internet - IPv4
Endereçamento IP número de hosts por rede nas diferentes classes de endereços

9 Nível de Rede na Internet - IPv4
Endereçamento IP hosts em uma rede tem mesmo prefixo de rede: end. Hierárquico host conectado a mais de uma rede: multi-homed host - tem dois endereços IP - não realiza roteamento

10 Nível de Rede na Internet - IPv4
Roteadores tem 2 ou mais endereços - um para cada interface de rede

11 Nível de Rede na Internet - IPv4
Roteamento: tabela nos gateways: informa próximo roteador apropriado para rede destino (next hop)

12 Nível de Rede na Internet - IPv4
Roteamento: conteúdo das tabelas nos gateways

13 Nível de Rede na Internet - IPv4
Procedimento de Roteamento em cada Gateway: pega endereço IP destino do pacote -> Dest se rede(Dest) == rede ligada diretamente ao Gateway então mapeia o endereço IP para endereço de enlace coloca pacote em um frame de enlace envia senão para cada entrada na tabela de roteamento testa se ( (Dest & Mascara) == rede(EntradaNaTabela) ) então pega o endereço do próximo roteador na entrada da tabela mapeia o endereço IP para endereço de enlace coloca pacote em um frame de enlace envia Fonte e destino no pacote IP permanecem os mesmos, muda o endereço de enlace do destino (endereço MAC) Mapeamento de Endereço IP para Endereço de Enlace: ARP - Address Resolution Protocol

14 Nível de Rede na Internet - IPv4
Protocolo IPv4 - Cabeçalho

15 Nível de Rede na Internet

16 Nível de Rede na Internet - IPv4
Campos no cabeçalho do IPv4: versão: sempre 4 TOS (Type of Service): minimizar atraso, maximizar transferência total, maximizar confiabilidade, minimizar custo raramente utilizado - implementado identifier: identificador diferente para cada pacote TTL: Time To Live: inicializado em 64 - decrementado em cada roteador - quando chega a zero descarta pacote - evita loops protocol: informa o protocolo de nível superior contido nos dados. Eg.: TCP=6, UDP=17 header checksum: soma de palavras de 16 bits usando complemento de um IP source and destination addres : permanecem intactos durante roteamento (somente os endereços de enlace são manipulados nos roteadores)

17 Nível de Rede na Internet - IPv4
Fragmentação e Remontagem de pacotes protocolo de enlace pode limitar o tamanho de frames < 65,536 bytes pacote de transporte pode ser muito grande para mandar em um único pacote IP Separar a unidade de dados de transporte em fragmentos cada fragmento torna-se um pacote IP (não é problema para roteadores) cada fragmento tem mesmo identificador, endereço fonte e destino o “fragment-offset” indica o deslocamento dos dados dentro do pacote original flag “more fragments”: 0 se último fragmentos remontados somente no destino final “do not fragment” bit: sinaliza conteúdo que não pode ser separado - roteador manda mensagem de erro se ele tem que fragmentar e não pode

18 Nível de Rede na Internet - IPv4
Opções do IP: gravar a rota; gravar timestamps ao longo da rota; loose source routing - fonte manda informações de alguns nodos a passar; strict source routing - fonte manda informações estritas da rota a ser seguida processamento em caso de fragmentação opção COPY: copiar ou não copiar campo opções para os fragmentos source route: copiar record route: rotas diversas - copiar só para um

19 Nível de Rede na Internet - ARP
Mapeamento de Endereço IP para Endereço de Enlace esquema de vinculação dinâmica resolução de endereço >>> Adress Resolution Protocol (ARP) Procedimento implementado pelo ARP estação tem endereço IP do destinatário na mesma rede e deseja achar o endereço de enlace manda pacote em difusão na rede local perguntando qual a estação da rede que tem aquele endereço IP todas estações escutam somente a estação com o endereço de rede informado responde com seu endereço de enlace originador guarda mapeamento endereço Rede -> endereço enlace em um cache outras estações descartam os pacotes próximos pacotes enviados do originador para o destinatário não serão mais por difusão

20 Nível de Rede na Internet - RARP
Mapeamento de Endereço de Enlace para Endereço IP >>> Reverse Adress Resolution Protocol (RARP) Usado para determinar endereço IP de estações sem disco durante o “boot” Procedimento implementado pelo RARP endereços MAC são únicos e permanentes host envia por difusão na rede local um pedido RARP informando seu endereço MAC e perguntando pelo seu endereço IP um Servidor RARP na rede local responde ao pedido, informando o endereço IP associado ao MAC originador grava seu IP demais estações descartam pacote vários servidores por rede são desejados para maior confiabilidade servidor implementa tabela de mapeamento MAC - > IP para a rede local onde está conectado

21 Nível de Rede na Internet - Limitações
Crescimento da rede 10 bilhões de pessoas em 2020 cada pessoa tendo mais de um computador assumindo-se 100 computadores por pessoa --> 10e12 computadores assumindo-se várias interfaces por nodo e vários endereços por interface: existem estimativas de 10e10 a 10e12 endereços por host margem de segurança -> 10e15 endereços por host requisitos de aproximadamente 10e9 redes desejável: 10e12 a 10e15 redes

22 Nível de Rede na Internet - IPv6
Endereçamento IPv4 não será capaz de suportar Protocolo IPv6 endereços de 128 bits: 2e120 = 3.4 * 10e38 endereços 665 * 10e21 endereços por m2 da superfície da terra expectativa de suportar roteamento: 8 * 10e17 a 2*10e33 endereços 8 * 10e17 -> endereços por m2 da superfície da terra

23 Nível de Rede na Internet - IPv6

24 Nível de Rede na Internet - IPv6
IPv4 vs IPv6 1995 vs 1975 IPv6 tem somente o dobro de cabeçalho do IPv4 somente número de versão continua com mesmo lugar e significado removidos: tamanho do cabeçalho, tipo de serviço, identificação, flags, deslocamento do fragmento, checksum do cabeçalho protocol type trocado por next header ttl representado por “hop limit” adicionado: prioridade todos os campos de tamanho fixo não há campos opcionais 8 bits para hop-limit = 255 máximo