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Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 1 Ericsson Material Adicional Cursos DATACOM e TCP/IP Redes de Computadores e Tecnologia Básica de INTERNET.

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1 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 1 Ericsson Material Adicional Cursos DATACOM e TCP/IP Redes de Computadores e Tecnologia Básica de INTERNET Instrutores: Alessandro Anzaloni e Cairo L. Nascimento Jr. (ITA) Maio São José dos Campos - SP (v. 1.1 em Julho 2000)

2 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 2 Conteúdo vTipos de Redes de Computadores vProblema a ser Resolvido vEstratégia de Solução vComo o TCP/IP Funciona vModelos de Referência OSI e TCP/IP vEndereçamento no TCP/IP vRoteamento no TCP/IP vModelo Computacional Cliente/Servidor vAplicações: Telnet, , FTP, WWW

3 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 3 Tipos de Redes de Computadores vAs redes de computadores podem ser classificadas nas três seguintes categorias: LAN, MAN e WAN. vOs parâmetros de diferenciação são os seguintes: v Tamanho; v Meio de transmissão; v Topologia; v Forma de gerência.

4 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 4 Tipos de Redes de Computadores vExemplos tipícos de meios de transmissão: v LAN: cabo, rádio, infravermelho e fibra ótica v MAN e WAN: rádio, fibra ótica e linha telefônica dedicada

5 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 5 Tipos de Redes de Computadores Local Area Network (LAN - Rede Local): vPequena área de cobertura, como um prédio. v10 Mbps a 2 Gbps, conexão via cabos ou rádio. vUsada para conectar computadores pessoais, workstations, compartilhar recursos e trocar informações locais. vExemplos: v Ethernet, FastEthernet, GigaEthernet v Token Ring

6 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 6 Tipos de Redes de Computadores Metropolitan Area Network (MAN): vMetropolitan Area Network: interliga LANs em uma mesma cidade, 56 Kbps a 100 Mbps, usa fibra ótica ou linhas de telefone. vGeralmente conecta um grupo de escritórios próximos de uma mesma organização em uma mesma cidade e pode ser privada ou pública vExemplo: FDDI, Frame Relay e ATM

7 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 7 Tipos de Redes de Computadores Wide Area Network (WAN): vInterliga cidades e países, 9.6 Kbps a 45 Mbps, usa linhas dedicadas de telefone ou conexões via satélite. Sub-rede roteador host Linhas de transmissão

8 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 8 Problema a ser resolvido Troca de mensagens digitais entre programas que estão sendo executados em computadores basicamente muito distintos (hardware e software) e que podem estar fisicamente muito distantes entre si.

9 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 9 Problema a ser resolvido Requisitos desejados para a solução: vBaixo custo de implementação em hardware e software Possibilidade de escolha de diferentes tecnologias de hardware de rede independência do tecnologia do hardware de rede e do seu fabricante. vIndependência da distância: deve funcionar se os computadores estiverem na mesma sala ou em diferentes continentes.

10 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 10 Problema a ser resolvido vIndependência dos computadores nas pontas da comunicação: deve ser implementável em diferentes tipos de computador (diferentes sistemas operacionais rodando em diferentes hardwares). vFacilidade de uso e de gerenciamento.

11 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 11 Estratégia da Solução Decisão 1: Grande n o de computadores e várias conexões simultâneas Packet Switching ao invés de Circuit Switching (ex. rede de telefonia). Os aplicativos trocam mensagens entre si que são divididas em blocos chamados pacotes. Os pacotes são então transportados pelo hardware de rede.

12 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 12 Estratégia da Solução Packet Switching: vVantagem: possibilidade de comunicação entre vários computadores ao mesmo tempo. vDesvantagem: não garantia de capacidade de tráfego para cada comunicação, uma vez que várias conexões têm que dividir o mesmo meio de transmissão. vFator Decisivo: custo X desempenho.

13 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 13 Estratégia da Solução Requisito necessário para uma solução baseada em Packet Switching: vResolver o problema de como obter conexão confiável entre os aplicativos executados nas diferentes máquinas se o hardware de rede é basicamente não confiável.

14 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 14 Estratégia da Solução Problemas a serem considerados: vnão confiabilidade da entrega dos pacotes: os pacotes podem ser corrompidos, perdidos, duplicados ou chegarem fora de ordem. vpossível congestionamento do tráfego e falhas nas máquinas no trajeto da conexão. Para uma mesma tecnologia de redes: vestes problemas aumentam com a distância, vquanto maior a distância entre os computadores menor será a velocidade de conexão.

15 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 15 Estratégia da Solução Decisão 2: Independência da tecnologia de hardware de rede 2 níveis de endereçamento para a máquina: vEnd. Lógico (na Internet EL = End. IP único = Network.Host), e vEnd. Fisíco (EF, usado apenas pelo hardware de rede). Analogia: EL= IP n o da Carteira de Identidade EF endereço da sua casa

16 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 16 Estratégia da Solução Decisão 3: Identificar os tipos de problemas e tratá-los separadamente (conceito de camadas de protocolo de software). Vantagem: cada área pode ser tratada e melhorada de forma independente das outras. Tipos de problemas: vproblemas do aplicativo, vproblemas de quebrar e remontar a mensagem, vproblemas de entregar fisicamente os pacotes.

17 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 17 Estratégia da Solução Cuidado na implementação do conceito de camadas de protocolo: uma implementação muito rigída será ineficiente (lenta). Algumas vezes camadas superiores precisam acesso direto a informações disponíveis nas camadas inferiores (ex. tamanho máximo de pacote transportável pela rede fisíca = networks maximum transfer unit, MTU). Ex: MTU para redes ethernet = 1500 bytes.

18 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 18 Estratégia da Solução (1) nível do aplicativo; (2) quebra da mensagem em pacotes no remetente, montagem e verificação da mensagem no destinatário; (3) Unreliable: os pacotes podem ser perdidos, corrompidos, duplicados ou chegar for a seqüência; Best Effort: em funcionamento nomal os pacotes não são descartados; Connectionless cada pacote é tratado de forma independente. Application Services (1) Reliable Transport Service (2) Unreliable Best Effort Connectionless Packet Delivery Service (3)

19 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 19 Como o TCP/IP Funciona Na INTERNET os pacotes são chamados de: Internet datagram, IP datagram ou datagram. Estratégia Básica: 1) M = mensagem a ser entregue com ELR e ELD (R = remetente, D = destinatário) 2) M é quebrada p. ex. em M1+M2+M3 e a cada Mi acrescenta-se DHi (Datagram Header i): 3 datagramas: [DH1,M1], [DH2,M2], [DH3,M3]

20 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 20 Como o TCP/IP Funciona Problema: As máquinas entre o remetente e o destinatário da mensagem podem estar usando diferentes tecnologias de rede que usam tamanhos máximos de frames diferentes. Solução adotada no TCP/IP: Se necessário, o frame pode ser quebrado mas será remontado apenas quando chegar no seu destinatário final.

21 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 21 Como o TCP/IP Funciona Pacotes TCP (Transmission Control Protocol) >>> informação informação Computador SP Computador Japão Rede local Rede local Rede Regional Conexão Internacional

22 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 22 Como o TCP/IP Funciona Computador Computador H 1 H 2 H 3 H 4 H 1 ROTEADOR H 1 H 1 TCP IP - Internet Protocol

23 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 23 Como o TCP/IP Funciona 3) A cada datagrama acrescenta-se um novo header (FH) com EFR e EFD para entrega fisíca do pacote pela rede. Este pacote ampliado é chamado frame. Frame = Frame Header + Frame Data Area Frame Data Area = DHi + Mi (Frame)i = FHi + DHi + Mi vEncapsulamento (analogia com envelopes do correio).

24 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 24 Modelos de Referências vVantagens de modelos de referência em várias camadas: v Independência da tecnologia usada para construir o hardware de rede e dos seus fabricantes. v Permitir que aplicativos sejam desenvolvidos no nível mais alto de abstração, sem que seja necessário incluir os detalhes dos níveis inferiores. vModelos de Referência para redes de computadores: v Modelo de Referência OSI da ISO, v Modelo de Referência TCP/IP.

25 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 25 Modelo de Referência OSI da ISO OSI Reference Model (Open System Interconnection) Physical Data Link Network Transport Session Presentation Application Physical Data Link Network Physical Data Link Network Physical Data Link Network Transport Session Presentation Application APLICAÇÃO TRANSMISSÃO ISO = International Organization for Standardization

26 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 26 Modelo de Referência OSI da ISO Physical Layer (Camada Física): vTransmite seqüências de bits através de um canal de comunicação. vO seu projeto deve garantir que quando um bit 1 é transmitido, ele é recebido como bit 1, não como bit 0, e vice-versa. Data Link Layer (Camada de Enlace): vTransforma as facilidades de transmissão da Physical Layer em um canal livre de erros de transmissão para a Network Layer. vQuebra a seqüência de entrada em frames. vCria e reconhece os limites dos frames.

27 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 27 Modelo de Referência OSI da ISO Network Layer (Camada de Rede): vDetermina como os pacotes são roteados da fonte ao destino. Transport Layer (Camada de Transporte): vRealiza uma comunicação fim-a-fim. vTorna as camadas superiores independentes da tecnologia de hardware utilizada nos diversos tipos de rede. vImplementa controle de fluxo.

28 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 28 Modelo de Referência OSI da ISO Session Layer (Camada de Sessão): vPermite a troca de dados entre usuários, implementando serviços úteis em algumas aplicações vImplementa vários serviços: v Transferência de arquivos. v Gerência do controle de diálogo. v Sincronização. Presentation Layer (Camada de Apresentação): vPreocupa-se com a sintaxe e semântica das informações transmitidas vUsa estruturas de dados definidas de um modo abstrato

29 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 29 Modelo de Referência TCP/IP Messages Transport Protocol Packets IP Datagram Network-Specific Frames Application Layer Transport Layer Internet Layer Network Interface Layer Hardware Software outside the operating system Software inside the operating system Only IP addresses used Only physical addresses used

30 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 30 Modelo de Referência TCP/IP Application Transport (TCP/UDP) Internet Protocol (IP) Network Interface Application Transport (TCP/UDP) Internet Protocol (IP) Network Interface Host A Host B DoD 1972 Physical Net Identical Message Identical Packet Identical Datagram Identical Frame

31 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 31 Modelo de Referência TCP/IP vApplication Layer (Camada de Aplicação): v Interage com o usuário se necessário e manipula comandos e dados (mensagens). v Como podemos ter várias instanciações de um programa na mesma máquina (ex. várias janelas de web browsers) que precisam ser diferenciadas entre si, para cada instanciação é alocada uma porta de protocolo (um número inteiro).

32 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 32 Modelo de Referência TCP/IP vTransport Layer (Camada de Transporte): v Fornece a comunicação entre os programas (end-to-end communication). v Remetente: quebra a mensagem em pacotes v Destinatário: remonta a mensagem a partir dos pacotes. v A comunicação pode ser confiável (protocolo TCP) ou não (protocolo UDP).

33 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 33 Modelo de Referência TCP/IP Cont. Transport Layer (Camada de Transporte): vSe for necessário uma comunicação confiável end-to-end (Pacote TCP): v O remetente verifica se o destinatário enviou confirmação de recebimento para cada pacote e se for necessário retransmite os pacotes; v O destinatário verifica se cada pacote recebido não foi corrompido na transmissão e envia acknowledgement para cada pacote recebido sem erro.

34 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 34 Modelo de Referência TCP/IP Network Messages Receiver Site Sender Site Receive Packet 1 Send ACK 1 Receive Packet 2 Send ACK 2 Receive Packet 3 Send ACK 3 Send Packet 1 Send Packet 2 Send Packet 3 Receive ACK 1 Receive ACK 2 Receive ACK 3 TCP usa Positive Acknowledgement with Retransmission e Sliding Window. Send Packet 4 Send Packet 5 Send Packet 6 Receive Packet 4 Send ACK

35 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 35 Modelo de Referência TCP/IP Network Messages Receiver Site Sender Site Send Packet 1 Start Timer ACK should arrive Timer Expires Packet lost Packet should arrive ACK should be sent Retransmit Packet 1 Start Timer Receive ACK 1 Cancel Timer Receive Packet 1 Send ACK 1

36 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 36 Modelo de Referência TCP/IP Veja animações sobre este tópico em: Exemplo de uma conexão real: cliente (runner c/ Win 95 - Netscape) requisita de um web server (raquel c/ AIX3.2 - CERN httpd) um arquivo de imagem JPG com 3117 bytes: a) No primeiro pacote enviado RUNNER avisou para RAQUEL que o seu MSS (maximum segment size) é 1460 bytes. b) Win: indica quantos bytes podem ainda ser enviados até completar o buffer alocado para a conexão.

37 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 37 Modelo de Referência TCP/IP snoop é um programa do tipo packet sniffer disponível para rodar nas workstations UNIX da Sun Microsystems. marina# snoop runner raquel Using device /dev/le (promiscuous mode) runner -> raquel TCP D=80 S=1311 Syn Seq= Len=0 Win=8192 raquel -> runner TCP D=1311 S=80 Syn Ack= Seq= Len=0 Win=16060 runner -> raquel TCP D=80 S=1311 Ack= Seq= Len=0 Win=8760 runner -> raquel TCP D=80 S=1311 Ack= Seq= Len=339 Win=8760 raquel -> runner TCP D=1311 S=80 Ack= Seq= Len=205 Win=16060 raquel -> runner TCP D=1311 S=80 Ack= Seq= Len=1460 Win=16060 raquel -> runner TCP D=1311 S=80 Ack= Seq= Len=1460 Win=16060 runner -> raquel TCP D=80 S=1311 Ack= Seq= Len=0 Win=8760 raquel -> runner TCP D=1311 S=80 Fin Ack= Seq= Len=197 Win=16060 runner -> raquel TCP D=80 S=1311 Ack= Seq= Len=0 Win=8760 runner -> raquel TCP D=80 S=1311 Fin Ack= Seq= Len=0 Win=8760 raquel -> runner TCP D=1311 S=80 Ack= Seq= Len=0 Win=16059

38 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 38 Modelo de Referência TCP/IP Cont. Transport Layer (Camada de Transporte): vEm aplicações onde por razões de eficiência não é desejado o controle restrito da entrega dos pacotes presente no protocolo TCP, o protocolo UDP pode ser usado (ex. DNS, DHCP, aúdio e vídeo em real-time). vO protocolo UDP não adiciona confiabilidade ao serviço fornecido pela camada IP. vÉ responsabilidade do programa aplicativo que usa UDP lidar com o problema da falta de confiabilidade da rede física.

39 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 39 Modelo de Referência TCP/IP vIP Layer (Internet Protocol Layer - Camada Internet): v Fornece a comunicação entre as máquinas v Monta os datagramas adicionando o DH ( Datagram Header) aos pacotes no remetente v Decide o roteamento do datagrama (opções: entrega na mesma LAN ou em um certo gateway)

40 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 40 Modelo de Referência TCP/IP vNetwork Interface Layer (Camada de Interface com a Rede): v Transforma os datagramas em frames (remetente) ou vice-versa (destinatário); v Repassa os frames para o hardware de rede (remetente) ou recebe os frames do hardware de rede (destinatário).

41 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 41 Endereçamento no TCP/IP O TCP/IP usa uma combinação de 3 níveis de endereçamento para direcionar os pacotes: 1) Nível de Hardware: Ex. o ethernet address é único, é setado pelo fabricante da placa, 48 bits (6 bytes = 48 bits, exemplo real 0:80:ad:b6:29:e) Leia mais sobre ethernet, fast e giga ethernet em:

42 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 42 Endereçamento no TCP/IP 2) Nível de Internet: Endereço único na internet com número (4 bytes = 32 bits) e nome. Ex. reais: ou ele.ita.cta.br runner.ele.ita.cta.br

43 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 43 Endereçamento no TCP/IP 3) Nível de Aplicativo: vPara determinado serviço é alocado uma porta padrão (abstração para estender o conceito de IP address). vOs números das portas são definidos no arquivo /etc/services (UNIX) ou /windows/services (MS- Windows 3.x/95/98/NT/2000). vExs. reais: ftp: portas 20 e 21, telnet: porta 23, smtp ( ): porta 25, pop3 ( ): porta 110, http (www): porta 80, timed: porta 525

44 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 44 Endereçamento no TCP/IP Mapeamentos necessários: 1) Nome Internet para Número Internet (IP address): serviço DNS (Domain Name System). 2) Número IP para Hardware address: serviço ARP (Address Resolution Protocol).

45 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 45 Endereçamento no TCP/IP Endereçamento Internet (IP number): vA IANA (The Internet Assigned Numbers Authority, coordena em escala global a distribuição dos IPs e atualmente tal tarefa é implementada pela ICANN (The Internet Corporation for Assigned Names and Numbers, vPara o Brasil, esta distribuição é feita pela FAPESP (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo, veja vCada IP tem 4 bytes (32 bits), escritos na forma decimal, cada byte vale entre 0 e 255. vEndereço dividido em Network + Host = netid + hostid.

46 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 46 Endereçamento no TCP/IP Classes de IPs: Class A: H.H.H, major networks, almost never assigned now, 126 nets with 16 million hosts each (bit 1 = 0, netid = 7 bits, hostid = 24 bits). Class B: N.H.H, for large sites, usually subnetted, very hard to get, nets with up to hosts (bits 1-2 = 10, netid = 14 bits, hostid = 16 bits). Class C: N.N.H, easy to get, often obtained in sets, 2 million nets with up to 254 hosts (bits 1-3 = 110, netid = 21 bits, hostid = 8 bits). Class D: x, multicasting addressing, a datagram is direct to multiple hosts, still in development (bits 1-4 = 1110). Class E: x, reserved for future use (bits 1-5 = 11110). OBS: Os valores 0, 127 e 255 são reservados para funções especiais da rede.

47 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 47 Endereçamento no TCP/IP ARP (Address Resolution Protocol): vFunção: dado o endereço lógico INTERNET (IP) de uma máquina na rede local descobrir o endereço físico (hardware). A comunicação final é através do hardware de rede. vVantagens: independência da tecnologia de hardware e facilidade caso seja preciso trocar o endereço do hardware. vResolution through Direct Mapping: v Quando é possível escolher o endereço fisíco como parte do endereço IP (caso rede Token-Ring). Ex: IP classe C: N.N.N.H, endereço fisíco = H. v Na maioria dos casos não é possível. Ex: endereço ethernet = 6 bytes (48 bits), porém endereço IP = 4 bytes (32 bits).

48 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 48 Endereçamento no TCP/IP vResolution through Dynamic Binding: v Criamos uma tabela que fica armazenada na própria máquina e é consultada sempre que um pacote for enviado. Use o comando arp -a para ver esta tabela. v Esta tabela é criada usando broadcasting (host 255). Se a máquina A deseja saber qual é o IP da máquina local B: 1) A máquina A faz um anúncio geral (broadcast) na rede local que deseja saber o IP da máquina B. Aproveitando o anúncio a máquina A comunica o seu IP e endereço físico. 2) Todas as máquinas recebem e processam esta mensagem, mas apenas a máquina B responde enviando apenas para a máquina A o seu IP e endereço físico (veja animação em Ao entrar na rede (p. ex. ao ser rebotada) a máquina anuncia o seu IP e endereço físico.

49 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 49 Endereçamento no TCP/IP Operação: comando arp -a marina.ele.ita.cta.br ( ) at 8:0:20:87:e5:e5 [ethernet] meneghetti.ele.ita.cta.br ( ) at 0:c0:df:ef:23:13 [ethernet] runner.ele.ita.cta.br ( ) at 0:80:ad:b6:29:e [ethernet] labatt-g.ele.ita.cta.br ( ) at 0:e0:7d:81:76:a6 [ethernet] bizuca.ele.ita.cta.br ( ) at 0:60:6e:34:c:a6 [ethernet] fabiano.ele.ita.cta.br ( ) at 0:60:6e:34:1b:19 [ethernet] leizer.ele.ita.cta.br ( ) at 0:c0:df:2:9c:bf [ethernet] ita-r.ita.cta.br ( ) at 2:60:8c:2d:6d:65 [ethernet] Exercício: Quando você estiver em uma máquina com sistema operacional Microsoft Windows 9x/NT/2000 com conexão ativa para a INTERNET, verifique o seu IP entrando na opção Iniciar/Executar o comando winipcfg. Note que se sua conexão for tipo dial-up com um provedor o seu IP será alocado dinâmicamente, ou seja, ele será diferente em cada conexão.

50 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 50 Endereçamento no TCP/IP DNS (Domain Name System): vFunção: descobrir o número IP de uma máquina na Internet dado o seu nome Internet, visto a facilidade para os usuários em trabalhar com o nome Internet ao invés do número IP. vDNS é um serviço de banco de dados hierárquico (forma de árvore invertida), distribuído na Internet (espeficação original feita em 1983, RFC 881, 882, 883) baseado em um protocolo para troca de mensagens entre as máquinas com informações sobre os nomes. vNa Internet a hierarquia dos nomes é atribuída de acordo com a estrutura das organizações que registraram o sub- domínio, não necessariamente de acordo com a estrutura física das conexões.

51 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 51 Endereçamento no TCP/IP vAlguns domínios: (http://www.icann.org/ e v.COM (commercial organizations), v.ORG (not-for-profit organizations), v.NET (organizations involved in Internet infrastructure activities) v.GOV (government institutions), v.EDU (educational institutions).

52 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 52 Endereçamento no TCP/IP vDomínios correspondentes a países: (veja lista completa em AU = Australia, BR = Brazil, CA = Canada, CH = Switzerland, DE = Germany, DK = Denmark, FR = France, IT = Italy, JP = Japan, MX = Mexico, PT = Portugal, UK/GB = United Kingdom, US = United States, SA = Saudi Arabia, ZA = South Africa, VA = Holy See (City Vatican State)

53 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 53 Endereçamento no TCP/IP vDNS namespace: árvore de domínios (domains) com autoridade crescente. No topo da árvore está o domínio root simbolizado por. vAbaixo do root domain estão na seqüência: top level, second level, subdomains e machines. vCada domínio tem uma máquina associada a ele (name server) responsável por responder aos pedidos de informações de DNS sobre este domínio. Esta máquina roda o daemon named (name server). vEm UNIX os comandos nslookup e host podem ser usados pelo usuário para interagir com o DNS.

54 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 54 Endereçamento no TCP/IP vEx. de localização de 1) sua máquina pede ao name server local o IP de 2) o name server local pergunta ao root server que retorna info sobre o name server de.com; 3) o name server local pergunta ao name server de.com que retorna info sobre o name server de example.com; 4) o name server local pergunta ao name server example.com que retorna o IP da máquina 5) o name server local responde à sua máquina com o IP de 6) o name server local armazena por um período determinado em cache o IP de pois outra máquina na rede local pode solicitar o mesmo pedido.

55 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 55 Endereçamento no TCP/IP

56 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 56 Roteamento no TCP/IP Roteamento: Processo de direcionar um pacote através das várias redes que existem entre a máquina de origem e a máquina de destino final. O roteamento é feito na camada IP. Roteador (Router, Gateway): máquina com interfaces de hardware em mais de uma rede local e que executa a ligação entre estas redes implementando o roteamento.

57 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 57 Roteamento no TCP/IP Operação: rota de ele.ita.cta.br até comando: traceroute traceroute to ( ), 30 hops max, 40 byte packets 1 ita-r.ita.cta.br ( ) 4 ms 4 ms 4 ms 2 rrita-r.cta.br ( ) 4 ms 4 ms 4 ms 3 rriae.cta.br ( ) 5 ms * 5 ms ( ) 5 ms 5 ms 4 ms 5 fpspra-sjc.cora.br ( ) 12 ms 17 ms 12 ms 6 rnp.ix.spo.ANSP.BR ( ) 12 ms 9 ms 8 ms 7 rnp-br-H4-0-0-acc04.spo.embratel.net.br ( ) 29 ms 16 ms 9 ms 8 frontier-S10-0-acc04.spo.embratel.net.br ( ) 22 ms 14 ms 27 ms ( ) 20 ms 25 ms 21 ms Obs: Acesse e experimente outros traceroutes. Em máquinas Win 9x/NT experiment o comando tracert.

58 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 58 Roteamento no TCP/IP Operação: rota de ele.ita.cta.br até traceroute to ( ), 30 hops max, 40 byte packets 1 ita-r.ita.cta.br ( ) 5 ms 2 ms 2 ms 2 rrita-r.cta.br ( ) 4 ms 4 ms 4 ms 3 rriae.cta.br ( ) 5 ms 5 ms 5 ms ( ) 4 ms 4 ms 4 ms 5 fpspra-sjc.cora.br ( ) 242 ms 306 ms 258 ms 6 e1core1-serial WestOrange.cw.net ( ) 594 ms 396 ms 527ms 7 bordercore4.WestOrange.cw.net ( ) 383 ms 409 ms 398 ms 8 telia-north-america-inc.WestOrange.cw.net ( ) 578 ms 532 ms 608 ms ( ) 483 ms 393 ms 371 ms ( ) 620 ms * 974 ms 11 apv-b1-atm2-0-1.telia.net ( ) 477 ms 501 ms 456 ms 12 apv-c2-pos3-0-0.core.stockholm.telia.net ( ) 559 ms 448 ms 501ms 13 apv-ds1.telia.net ( ) 512 ms 556 ms 556 ms 14 apv-a10-feth5-1-0-access.stockholm.telia.net ( ) 523 ms 459 ms 562 ms ( ) 532 ms 505 ms 489 ms 16 * * * ( ) 514 ms 583 ms 814 ms ( ) 664 ms 639 ms 673 ms 19 rproxy2.ericsson.net ( ) 536 ms 545 ms 482 ms

59 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 59 Roteamento no TCP/IP Roteamento Direto x Indireto: Roteamento Direto: A transmissão do pacote é feita diretamente de uma máquina para outra sem passar por um roteador, isto é, as 2 máquinas estão ligadas diretamente ao mesmo meio físico (ex. mesmo segmento ethernet). Verificação da parte Network do endereço IP.

60 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 60 Roteamento Direto Application Transport (TCP/UDP) Internet Protocol (IP) Network Interface Application Transport (TCP/UDP) Internet Protocol (IP) Network Interface Host A Host B Physical Net Identical Message Identical Packet Identical Datagram Identical Frame

61 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 61 Roteamento Indireto vO pacote tem que passar por roteadores. vÉ executado por consulta em uma tabela (IP routing table) de pares N,G a qual inclui uma rota padrão. N = endereço IP da rede destino. G = endereço IP do próximo roteador no caminho para a rede N, onde G está conectado diretamente à mesma rede da máquina que deseja enviar o pacote. Obs: Veja as animações sobre este tópico em:

62 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 62 Roteamento Indireto Tabela para Roteador F: Se N= , entregue diretamente Se N= , entregue diretamente Para outros valores de N, entregue para Rede Rede F Rede G Rede H Rede Tabela para Roteador G: Se N= , entregue para Se N= , entregue diretamente Se N= , entregue diretamente Se N= , entregue diretamente Se N= , entregue para

63 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 63 Roteamento Indireto Application Transport (TCP/UDP) Internet Protocol (IP) Network Interface Application Transport (TCP/UDP) Internet Protocol (IP) Network Interface Host A Host B Physical Net 1 Identical Message Identical Packet Identical Datagram Identical Frame Internet Protocol (IP) Network Interface Physical Net 2 Gateway G Identical Datagram Identical Frame

64 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 64 Roteamento Estático x Dinâmico A manutenção das tabelas pode ser feita de forma estática ou dinâmica. Roteamento Estático: vAs rotas são definidas manualmente. vUsada para redes com topologias estáveis (não sujeita a falhas). vMais fácil de configurar. vRequer que o sysadmin saiba a topologia da rede.

65 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 65 Roteamento Estático x Dinâmico Roteamento Dinâmico: Programas específicos (routing deamons) rodando em máquinas diferentes comunicam-se para descobrir a topologia da rede e calcular como direcionar correta e efecientemente os pacotes para os pontos de destino desejados fora da rede. vAs rotas são definidas automaticamente. vUsada para explorar a possibilidade de caminhos alternativos e tornar a rede tolerante a falhas.

66 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 66 Modelo Computacional Cliente-Servidor Aplicação Servidor Aplicação Cliente Aplicação Cliente Aplicação Cliente

67 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 67 Modelo Cliente-Servidor Servidor: programa que oferece um serviço e pode ser alcançado através da rede. v O servidor: v aceita o pedido que chega pela rede, v realiza o serviço, v devolve o resultado para a máquina solicitante. v Normalmente a máquina que roda algum programa servidor fica conectada à rede permanentemente e normalmente esta máquina roda UNIX ou MS-Win NT/2000 Server. v Ex.: http (www) server, server, ftp server, telnet server, time-of-the-day server.

68 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 68 Modelo Cliente-Servidor Cliente: programa que envia o pedido ao servidor, aguarda e processa a resposta. v A máquina que roda o programa cliente só precisa estar conectada à rede durante a conexão com o servidor. v Ex.: http (www) client = browser, client (Eudora), ftp client (WS-FTP), telnet client, time-of- the day client e vários outros tipos.

69 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 69 Modelo Cliente-Servidor Vantagens do Modelo Cliente-Servidor: v Melhor distrbuição da carga computacional na rede: v Parte Servidor: processamento dos dados e interfacea- mento com o programa cliente, sem a preocupação com o interfacemento com o usuário. v Parte Cliente: interfaceamento com o usuário final (jane- las, menus, mouse, formatação dos dados). v O servidor e o cliente podem estar em sistemas operacio- nais bem diferentes e podem ser desenvolvidos separadamente. v O usuário final tem maior liberdade para escolher o compu- tador/sistema operacional/interface para rodar o lado cliente do aplicativo com uma interface homem/máquina familiar.

70 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 70 Modelo Cliente-Servidor Operação Cliente-Servidor: 1) O aplicativo servidor é iniciado antes de começar a interação cliente-servidor e espera por pedidos em uma porta de número padrão (ex. 25 para o SMTP). 2) Quando o cliente é iniciado o sistema operacional aloca para este cliente uma porta arbitrária de número não reservado. 3) O cliente envia um pedido ao servidor e entra em modo de espera da resposta. Ao receber a resposta o cliente sinaliza ao servidor que não tem mais pedido e encerra a conexão. 4) O programa servidor continua sendo executado esperando por novos pedidos na porta padrão.

71 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 71 v Documentação oficial sobre a INTERNET: Internet RFC/STD/FYI/BCP Archives: v Alguns RFCs relacionados a aplicações: TELNET, RFC 854, maio 83 SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), RFC 821, ago 82 POP 3 (Post Office Protocol - Version 3), RFC 1939, maio 96 FTP (File Transfer Protocol), RFC 959, out 85 HTTP (Hypertext Transfer Protocol), HTTP/1.0 - RFC 1945, maio 96; HTTP/1.1 - RFC 2616, jun 99 (http://www.w3.org/Protocols/) HTML (Hypertext Markup Language) HTML 2.0 (RFC 1866) nov 95; 3.2/jan 97; 4.0/abr 98; 4.0.1/dez 99 MIME (Multipurpose Internet Mail Extensions), RFC , nov 96 Aplicações

72 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 72 Aplicações: Telnet v Telnet: porta TCP 23 RFC 854, TELNET PROTOCOL SPECIFICATION, May 1983 Função: Basicamente executa a emulação de um terminal. Permite a um usuário em um site estabelecer uma conexão TCP para um login server em um outro site e então passar as keystrokes do terminal do usuário diretamente para a máquina remota, como se as keystrokes tivessem sido entradas diretamente no terminal da máquina remota. Desta maneira o usuário interage diretamente com o sistema operacional da máquina remota. Normalmente a máquina remota com o telnet server será uma máquina UNIX. A máquina com o telnet client pode ser UNIX ou MS-Windows. TCP connection across Internet Users Terminal ClientServer Servers System

73 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 73 Aplicações: Telnet v Define NVT - Network Virtual Terminal: terminal padrão para hosts remotos. v Texto extraído do RFC 854: The purpose of the TELNET Protocol is to provide a fairly general, bi-directional, eight-bit byte oriented communications facility. Its primary goal is to allow a standard method of interfacing terminal devices and terminal-oriented processes to each other. It is envisioned that the protocol may also be used for terminal-terminal communication ("linking") and process-process communication (distributed computa- tion).

74 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 74 Aplicações: Telnet Ex. de uma sessão telnet, onde o cliente roda MS-Win 95 e o servidor UNIX (AIX 3.2)

75 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 75 Aplicações: v (Electronic Mail) Composto de dois subsistemas: Mail User Agent (Mail client) e Mail Delivery Agent (Mail server) Mail User Agent: programa usado para fazer a interface com o usuário facilitando a este: 1) o envio de msgs para outros usuários, 2) a leitura das msgs recebidas e entregues em sua mailbox, 3) a organização das msgs em sua mailbox. Exs: no UNIX: mail, mailtool, xmailtool, elm; no ambiente MS-Windows: Eudora, Microsoft Outlook Express, Netscape Messenger;

76 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 76 Aplicações: Mail Delivery Agent: programa responsável pela entrega ou recepção do pela Internet. Atua como servidor sendo o programa Mail User Agent o cliente da transação. Exs: SMTP, também conhecido como sendmail (porta TCP 25), POP 3 (porta TCP 110), IMAP4rev1 (Porta TCP 143, Internet Message Access Protocol, v.4 rev. 1, RFC 2060, dez 96, 82 pags.) The Internet Message Access Protocol, Version 4rev1 (IMAP4rev1) allows a client to access and manipulate electronic mail message on a server. IMAP4rev1 permits manipulation of remote message folders, called "mailboxes", in a way that is functionally equivalent to local mailboxes. IMAP4rev1 also provides the capability for an offline client to resynchronize with the server.

77 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 77 Commands, Replies and Mail Aplicações: MUA File System User MDA MUA File System User MDA Microcomputador Servidor de Servidor de

78 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 78 Aplicações: v Note que POP 3 e IMAP 4 não estabelecem mecanismos para enviar msgs (entregar para o servidor de ), assim a entrega das msgs geradas no micro PC é feita via SMTP para o servidor de , o qual então coloca as msgs na Internet. v Vantagens: 1) Envio/Recebimento/Gerenciamento das msgs pode ser feito no micro PC, no ambiente que o usuário se sentir mais confortável. 2) Não é preciso ter sempre o programa SMTP rodando no micro PC e nem é preciso deixar o micro sempre ligado. v Dicas: Configure um servidor de (com unix/linux/NT) sempre ligado rodando SMTP e recebendo os s para os usuários no domínio. Os s recebidos ficam armazenados no servidor até o usuário usar o seu utilitário de para receber os seus s do servidor (usando p. ex. POP3). Quando o usuário deseja enviar msgs, a msg é entregue usando SMTP ao servidor de local que a repassa para o destino final.

79 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 79 Aplicações: $ telnet ele.ita.cta.br 25 Trying Connected to ele.ita.cta.br. Escape character is '^]'. 220 ele.ita.cta.br ESMTP Sendmail 8.9.2/8.9.2; Mon, 17 Apr :04: helo 501 helo requires domain address helo ele.ita.cta.br 250 ele.ita.cta.br Hello marina.ele.ita.cta.br [ ], pleased to meet you mail from: Sender domain must exist mail from: Sender ok rcpt to: Recipient ok

80 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 80 Aplicações: help data 214-DATA 214- Following text is collected as the message End with a single dot. 214 End of HELP info data 354 Enter mail, end with "." on a line by itself This is just a teste. Hello there... Bye bye!!. 250 DAA14613 Message accepted for delivery quit 221 ele.ita.cta.br closing connection Connection closed by foreign host. $

81 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 81 Aplicações: FTP v File Transfer Protocol (FTP): portas TCP 20 e 21 Em RFC 959, out 95, 69 pags, temos na seção INTRODUCTION: The objectives of FTP are: 1) to promote sharing of files (computer programs and/or data), 2) to encourage indirect or implicit (via programs) use of remote computers, 3) to shield a user from variations in file storage systems among hosts, and 4) to transfer data reliably and efficiently. FTP, though usable directly by a user at a terminal, is designed mainly for use by programs.

82 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 82 Aplicações: FTP Servidor FTP Cliente FTP Cliente FTP FTP Site Win 9x-NT-UNIX: cliente FTP tipo text-based UNIX e Win NT: servidor FTP

83 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 83 Aplicações: FTP THE FTP MODEL Comandos e respostas FTP: porta TCP 21 Conexão para Dados: porta TCP |/ \| || User || ||Interface| | User | |\----^----/| | | | |/------\| FTP Commands |/----V----\| ||Server| | User || || PI || FTP Replies || PI || |\--^---/| |\----^----/| | | | | | | |/--V---\| Data |/----V----\| | File | |Server| | User | | File | |System| || DTP || Connection || DTP || |System| |\------/| |\ /| Server-FTP USER-FTP

84 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 84 Aplicações: FTP Ex. de um FTP client muito usado: WS_FTP Limited Edition (http://www.ipswitch.com/)

85 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 85 Aplicações: WWW World Wide Web (WWW) - vTambém usa o modelo cliente-servidor, sendo o cliente chamado de web browser (ex. Netscape Navigator, Microsoft Internet Explorer). vÉ a aplicação usada para acessar documentos espalhados nas milhares de máquinas ligadas à Internet vEnorme popularidade devido aos seguintes fatos seguintes: v Interface gráfica amigável cheia de cores, onde usuários sem experiência podem usá-la. v Fornece uma grande quantidade de informações para qualquer que seja o tema.

86 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 86 Aplicações: WWW HISTÓRICO 1989Tim Berners-Lee do European Center for Nuclear Research (CERN) propôs uma rede de documentos ligados (hipertexto distribuído) 1990O primeiro protótipo, baseado apenas em texto, estava operando 1991Uma demonstração pública foi dada no Hypertext91 em San Antonio, USA

87 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 87 Aplicações: WWW 1993A primeira interface gráfica, o Mosaic, foi desenvolvido por Marc Andreessen do National Center for Supercomputing Applications (hipermídia distribuída) 1994Marc Andreessen funda a Netscape Communica- tions Corp. 1994CERN e MIT assinam um acordo criando o World Wide Web Consortium. Tim Berners-Lee torna-se o diretor.

88 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 88 vServidor WWW ou http server: basicamente envia as web pages (transferidas para o servidor via ftp e administradas via telnet) para o web browser. geralmente roda em máquinas UNIX ou MS-Win NT/2000 Server. por default a porta TCP 80 é usada, mas outras portas podem ser usadas. exs: Apache HTTP Server (http://www.apache.org/, o mais usado atualmente, programa de domínio público); Netscape Enterprise Server; Microsoft IIS (Internet Information Server). vCliente WWW ou web browser: basicamente recebe web pages do servidor, processa as instruções de formatação e exibe a web page na janela. Aplicações: WWW

89 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 89 vUsa HTTP (Hypertext Transfer Protocol) para especificar a troca das msgs e HTML para especificar o formato das msgs. vHTTP (Hypertext Transfer Protocol), HTTP/1.0 - RFC 1945, maio 96; HTTP/1.1 - RFC 2616, jun 99 (http://www.w3.org/Protocols/) vHTML (Hypertext Markup Language) HTML 2.0 (RFC 1866) nov 95; 3.2/jan 97; 4.0/abr 98; 4.0.1/dez 99 vURL: Uniform Resource Locator (RFC 2396, Ago 1998; RFC 2718 Nov 1999): formato para especificação de um recurso disponível na INTERNET: protocolo, máquina (nome ou IP), recurso v exs.: ftp://ftp.ita.cta.br/pub/README, telnet://ele.ita.cta.br, Aplicações: WWW

90 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 90 Aplicações: WWW Computador Cliente Provedor Computador Host Servidor WWW Backbone Fibra ótica ou rádio ou linha telefônica Linha telefônica Web Browser Conexão Web Browser/Servidor HTTP

91 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 91 Aplicações: WWW

92 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 92 Aplicações: WWW Trocando mensagens diretamente com o programa web server: [ita-r]:=>telnet ele.ita.cta.br 80 Trying... Connected to Escape character is '^]'. GET /~cairo/ericsson/ HTTP/1.0 [tecle ENTER] [tecle ENTER] HTTP/ Document follows MIME-Version: 1.0 Server: CERN/3.0 Date: Monday, 17-Jul-00 06:09:28 GMT Content-Type: text/html Content-Length: 767 Last-Modified: Friday, 02-Jun-00 06:30:44 GMT [linha em branco]

93 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 93 Aplicações: WWW Index of /~cairo/ericsson/ Index of /~cairo/ericsson/  Name Last modified Size Description [UP ] Parent directory [BIN] CursoTCP-IP-maio-2000> 02-Jun-00 03:30 632K [BIN] rfc-list-by-subject.z> 02-Jun-00 03:30 174K 2 files Connection closed. [ita-r]:=>

94 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 94 Aplicações: WWW

95 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 95 Conclusões Para aprender mais consulte: vLivro The Internet Book: Everything you need to know about computer networking and how the INTERNET works de Douglas Commer, Prentice-Hall, 2nd edition, 1997, ISBN (para iniciantes, abordagem apenas conceitual). vLivro Computer Networks and Internets de Douglas Comer, Prentice Hall, 2nd edition, Jan 1999, ISBN (inclui CD- ROM) e o web site do livro em: (para iniciantes, cobertura mais profunda que no livro acima). vLivro Internetworking with TCP/IP: Principles, Protocols, and Architectures de Douglas Comer, Vol. 1, Prentice Hall, 4th edition, 2000, ISBN (livro parte de uma série clássica de 3 vols. na área de redes TCP/IP, cobertura avançada para quem deseja se tornar um expert na área).

96 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 96 Conclusões vLivro TCP/IP: Solução para Conectividade de A. F. L. Gasparini e F. E. Barella, Editora Érica, 3 a edição, 1993 (cobertura aprofundada). vLivro na web World Wide Web - Beyond the Basics de Marc Abrams (editor), Prentice Hall, 1998: vDocumentação oficial sobre a Internet: Internet RFC/STD/FYI/BCP Archives: e W3C - The World Wide Web Consortium The Internet Engineering Task Force:

97 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 97 Conclusões vTCP/IP Frequently Asked Questions vWelcome to Charles Spurgeons Ethernet Web Site vHow the web Works: HTTP and CGI explained vVários guias sobre Internet na Internet, p. ex., em: World_Wide_Web/Information_and_Documentation/ Webnovice - Online WebZine: Tools for the Internet Trainer: Matisses Glossary of Internet Terms:

98 Alessandro Anzaloni, Cairo L. Nascimento Jr. 98 Conclusões vLista de acrônimos: glossaryindexfull.html


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