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Ir p/ primeira página TCP-IP J.Netto. Ir p/ primeira página Apresentação n Conceituação básica n Princípio de funcionamento n Protocolos de rede e transporte.

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1 Ir p/ primeira página TCP-IP J.Netto

2 Ir p/ primeira página Apresentação n Conceituação básica n Princípio de funcionamento n Protocolos de rede e transporte n Aplicações e Diagnósticos

3 Ir p/ primeira página Necessidades de uso de redes n Compartilhamento de recursos e informações Disco Supervisório Usuário Impressora Rede

4 Ir p/ primeira página Conceito INTERNET n Independência tecnológica de rede e de sistema operacional n Interconexão universal n Confirmação ponto-a-ponto

5 Ir p/ primeira página Internet GGG

6 Ir p/ primeira página Súmula n Introdução n Protocolo IP u Enderecamento IP u ARP u ICMP n TCP n UDP u Sub-redes u Domínios u Modelo Cliente Servidor u Protocolo de Aplicação u Diagnóstico

7 Ir p/ primeira página Introdução n Protocolo: Conjunto de regras que determinam como o hardware e o software de uma rede devem interagir para transmitir e receber informacões. n Utilização de um conjunto de protocolos cooperantes

8 Ir p/ primeira página Introdução n Porque uma família de protocolos? u Falha de hardware u Congestionamento de rede u Atraso e/ou perda de pacotes u Erros de transmissão u Duplicacão de dados e/ou erros de sequenciamento

9 Ir p/ primeira página Introdução n TCP-IP u Padrão de facto u Início do desenvolvimento pelo DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) u Protocolo da INTERNET (milhares de computadores conectados) u Protocolos abertos (RFCs)

10 Ir p/ primeira página Organização em camadas u ISO/OSI S/A/Aplic. Transporte Rede Enlace Físico Aplicações Interface de rede Intra rede TCP IP u Internet

11 Ir p/ primeira página Família de protocolos TCP/IP ARP, Device drivers IPICMP TCPUD P rlogin,ftp,... NFS,DNS,..tracert arp rede

12 Ir p/ primeira página Família TCP/IP n Device drivers: Acesso ao hardware de rede n ARP: Address Resolution Protocol n IP: Internet Protocol n ICMP: Internet Control Message Protocol n TCP: Transmission Control Protocol n UDP: User Datagram Protocol

13 Ir p/ primeira página Encapsulamento de dados n Quebra em pacotes n Tráfego de sequência de bits H1H1 H2H2 H3H3 H4H4 H1H1 H2H2 H3H3 H4H4 Dados H x - Cabeçalho (Header) - Controle Dados - Não tratado pelo nível x

14 Ir p/ primeira página Exemplo: TCP-IP sobre ethernet Preâmbulodstadrsrcadrtipodados (ex. tcp/ip)crc Tipo: Serve para identificar qual o protocolo que esta dentro do pacote

15 Ir p/ primeira página Pacotes auto identificados Pacote chega Demultiplexa (tipo) IP ARP Outro Protocolo ICMPTCPUDPTelnetFTPSMTP (mail)

16 Ir p/ primeira página Protocolo IP - Internet Protocol n Se encarrega da entrega das mensagens na rede n Serviço não orientado a conexão (não estabelece circuito virtual) n Não oferece garantia que o datagrama chega ao destino n Entrega as mensagens baseado em um endereço único para cada máquina = endereço IP

17 Ir p/ primeira página Endereçamento IP n O nível IP gerencia os pacotes de bits de acordo com o endereço IP do destinatário n Pacotes u trafegam dentro de uma mesma rede u trafegam de uma rede local à outra (routing)

18 Ir p/ primeira página Endereço IP n Contém a indicação da rede e da máquina (host) dentro da rede n Cada computador possui um único número de 32 bits = endereço INTERNET u Endereço dividido em 4 campos de 8 bits u Cada campo é representado por um número entre 0 e 255, e são separados por um ponto u exemplo: (w.x.y.z)

19 Ir p/ primeira página Classes de Endereços n Divididos em três classes: A, B e C n Classe A: redes com grande número de máquinas u 7 bits para netid e 24 bits para hostid ( mais de máquinas) u w na faixa de 0 a 126 0netidhostid

20 Ir p/ primeira página n Classe B: redes com médio número de máquinas u 14 bits para netid e 16 bits para hostid ( até máquinas) u w na faixa de 128 a 191 0netidhostid

21 Ir p/ primeira página n Classe C: redes com pequeno número de máquinas u 21 bits para netid e 8 bits para hostid (entre 1 e 254 máquinas) u w na faixa de 192 a 233 0netidhostid

22 Ir p/ primeira página Endereçamento abrangente (broadcast) n Endereço da rede: contém hostid com todos os bits em zero (0) (não se refere aos hosts) n Endereço de broadcast (refere-se a todos os hosts): hostid com todos os bits em um (1) (limitado a uma rede física)

23 Ir p/ primeira página Casos especiais n Hosts com duas conexões às redes(multi homed): dois endereços IP (ex. gateways) n Loopback: Rede para teste e comunicação entre processos de uma mesma máquina (nunca aparece como endereço de fonte ou destino na rede)

24 Ir p/ primeira página Casos especiais n Todos os bits em zero: O próprio host - usado apenas para startup e não aparece como endereço de destino n Todos os bits de netid em zero: Um host específico na rede onde trafega o pacote - usado para startup e não aparece como endereço de destino n Todos os bits de hostid em um (1): broadcast para a rede onde trafega o pacote

25 Ir p/ primeira página Endereços IP - Resumo

26 Ir p/ primeira página Subredes n Divisões lógicas de uma rede n Transparente para o mundo externo n Roteamento baseado em pares (rede,subrede) n Máscara para determinar a subrede

27 Ir p/ primeira página Subnets masks n Valores 32 bits que permite ao destinatário separar netid do hostid n Representado em notação decimal com pontos u bits em 1 - netid u bits em 0 - hostid u máscaras defaults = as classes de redes ( , , )

28 Ir p/ primeira página n Exemplo: y.z rede ufrgs n Subnetmask: subredes, com 255 hotst cada n (castor) endereço de rede (classe B) 12 - endereço de subrede 1 - hostid

29 Ir p/ primeira página Protocolo IP n Distribuição de pacotes para outros protocolos n Serviço não orientado a conexão (pacotes independentes) n best-effort n responsabilidade do contúdo é garantido pelos protocolos de alto nível

30 Ir p/ primeira página Protocolo IP - Parâmetros n MTU - Maximum Transfer Unit u Segmentação em subredes com MTUs diferentes u Otimizção: depende da rede n TTL - Time to Live Tempo que o datagrama pode ficar na rede TTL=0 discarta o datagrama

31 Ir p/ primeira página Datagrama IP VerIHLServiçoTamanho total IdentificaçãoFlagsOffset frag. TTLProtoHeader Checksum IP Origem IP Destino OpçõesPadding Dados

32 Ir p/ primeira página Datagrama IP Tipo de Serviço PrecedênciaDTR Delay Throughput Reliability Flags DFMF More Fragments Dont Fragment

33 Ir p/ primeira página Fragmentação

34 Ir p/ primeira página Fragmentação e MTU

35 Ir p/ primeira página Protocolo IP - Multiplexação n Convenção para auto identificação dos datagramas

36 Ir p/ primeira página ARP (Address Resolution Protocol) n Descobrir o endereço físico de uma máquina na rede local, conheendo apenas o endereço IP. n Usa broadcast para perguntar o endereço físico do destinatário das mensagens n Encapsulado no frame do nível físico n Utiliza uma cache para reduzir o número de consultas

37 Ir p/ primeira página RARP (Reverse Address Resolution Protocol) n Descobrir o próprio endereço IP no boot da máquina n Também usa broadcast do nível físico n Resposta de aceite do endereço no caso de multiplos servidores

38 Ir p/ primeira página Formato ARP /RARP e utilitário arp Tipo HardwareTipo de protocolo HLENPLENOperação Sender HA(octetos 0 à 3) SENDER IP (0-1)Sender HA(4-5) Sender IP(2-3)Target HA(0-1) Target HA(2-5) Target IP(0-3)

39 Ir p/ primeira página ICMP - Internet Control Message Protocol n Usado para detectar erros e testar a conectividade n Encapsulado em um datagrama IP n PING usa ICMP echo request e echo replay n utilitário ping ping -t -i 5 rubi.inf

40 Ir p/ primeira página Encapsulamento ICMP

41 Ir p/ primeira página Roteamento e Gateways n Gateway - Conhece as redes ligadas ã sua rede local n Cada host pode manter tabelas para destinatários específicos n Gateway mantém tabelas de roteamento n Default Gateway

42 Ir p/ primeira página Default gateway n Se IP não pertence a rede local: u Tabela local u Default gateway n Utilitário route n Em caso de falha, apenas tráfego local

43 Ir p/ primeira página Roteamento distribuido

44 Ir p/ primeira página Tabela de roteamento

45 Ir p/ primeira página Algoritmos de Roteamento (princípios) n A rede é vista como um grafo u O problema é achar o menor caminho!

46 Ir p/ primeira página

47 Gateway - Protocolos n GGP - Gateway-to-Gateway protocol n EGP - External Gateway protocol (sistemas autônomos) n IGP - Internal Gateway Protocol (gateways do mesmo sistema) u RIP - Routing Information Protocol ! Laços no processo de roteamento Utilitários

48 Ir p/ primeira página UDP - User Datagram Protocol n Serviço de datagrama sem conexão (como IP) n Usado para troca de dados em redes confiáveis n Checagem dos dados no protocolo de aplicação n Usa ports para identificar o destinatário

49 Ir p/ primeira página Ports n Usado para identidicar a aplicação n Macanismo para tornar-se independente da numeração local dos processos n O remetente deve conhecer o número de porta do destinatário n Existem ports pré-determinadas para os serviços destinatários mais comuns n Portas do remetente determinada pelo SisOp

50 Ir p/ primeira página TCP - Transmission Control Protocol n Serviço orientado a conexão (pré- estabelecimento da comunicação) n Garante a entrega de pacotes (Acknolegements - ACKs) n Comunicação confiável u Assegura o sequenciamento u Usa checksums n Protocolo de comunicação porta-a- porta

51 Ir p/ primeira página n Usado para aplicações cliente- servidor, serviços críticos,... n Faz a multiplexação de mensagens para as aplicações n Conexão (IP,port) (IP,port) Permite multiplas sessões do mesmo serviço

52 Ir p/ primeira página TCP - Exemplo n FTP - port 21 castor1456caracol21 castor1684caracol21 caracol21rubi1684 castor1456 castor1684 rubi1684 TCP Caracol Castor Rubi...

53 Ir p/ primeira página TCP - Visão de comunicação

54 Ir p/ primeira página TCP - Confiabilidade

55 Ir p/ primeira página TCP - timeout adaptativo n Verifica o tempo de resposta e ajusta o timeout

56 Ir p/ primeira página TCP - Janela deslizante

57 Ir p/ primeira página TCP - Estabelecimento de conexão

58 Ir p/ primeira página TCP - Parâmetros n MSS - Maximum segment Size n Padronização de ports n Controle de Congestionamento

59 Ir p/ primeira página TCP - Pacote Porta Destino Número de Sequência Dados Porta Origem Número de Acknowledge JanelaHLENCód ChecksumUrgente

60 Ir p/ primeira página Cliente/Servidor n Modelo usado para construir aplicações n Servidor em número de porta conhecido u Aceita requisições e executa serviços n Cliente tem número de porta variável u Envia requisições e espera resposta

61 Ir p/ primeira página Aplicações n FTP - File transfer protocol n Telnet n Mail u SMTP - Simple mail transfer protocol u POP - Post Office Protocol n NFS - Network File System

62 Ir p/ primeira página Interface Aplic.- Transporte n API Socket u Provê as funções de inicialização do nível de transporte, gerência de portas e primitivas de transmissão/recepção de dados. u A associação protocolo/porta é chamada de socket (encaixe, toamda, ponto de conexão)

63 Ir p/ primeira página socket() Cria um socket bind() Atribui nome listen() Aguarda conexões Espera pelos Clientes accept() Ao aceitar a conexão um novo socket deve ser criado e o original aguarda novas conexões send()/recv() close() Encerra a conexão socket() Cria um socket connect() Conecta ao servidor send()/recv() close() Encerra a conexão Orientado a conexão (TCP/streams)

64 Ir p/ primeira página Sem conexão (datagrama/UDP) socket() Cria um socket bind() Atribui nome Espera pelos Clientes sendto()/recvfrom() close() Encerra a conexão socket() Cria um socket sendto()/recvfrom() close() Encerra a conexão

65 Ir p/ primeira página Administração n Obter endereços IP n Registrar domínio n Criar subredes n Manter tabelas de configuração n Diagnosticar e resolver problemas

66 Ir p/ primeira página Diagnóstico - utilitários n ping n arp n ifconfig n netstat n tracert n tcpdump n etherload

67 Ir p/ primeira página Vocabulário n Resumo dos termos u TCP u IP u Winsock u Subnet mask u MTU u MSS,...

68 Ir p/ primeira página Onde obter mais informação n Livros u Comer, Internetworking with TCP/IP u Soares, Redes de Computadores u Ethernet, internet, slip, manuais n RFCs u spot. colorado.edu u sunic.sunet.se n Servidores WEB (Lycos, etc...)


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