Arquitetura tcp/ip Suporte técnico.

Apresentação em tema: "Arquitetura tcp/ip Suporte técnico."— Transcrição da apresentação:

1 Arquitetura tcp/ip Suporte técnico

2 Redes de Computadores Tanenbaum: “conjunto de computadores autônomos interconectados por uma única tecnologia. Dois computadores estão interconectados quando podem trocar informações”

3 Modelo em camadas Modelo em camadas Redução de Complexidade
Funcionalidade definida Comunicação em camadas Mudança de protocolos

4 Exemplo de Comunicação em Camadas

5 Protocolo de Comunicação
Regras e convenções definidas Definição de formato de troca de mensagens

6 Interfaces Interface entre camadas adjacentes
Define operações e serviços a serem oferecidos à camada superior Camada N - oferece serviço à camada N+1

7 Camadas, Protocolo e Interfaces

8 Arquitetura de Rede Definição: conjunto de camadas e seus protocolos
Detalhes de implementação e especificação de interfaces não fazem parte da arquitetura Pilha de protocolos

9 Modelo OSI Aplicação 7 Apresentação 6 Sessão 5 Transporte 4 Rede 3
ISO - OSI (Open System Interconection) Modelo em camadas 7 camadas Física Enlace Rede Transporte Sessão Apresentação Aplicação Aplicação 7 Apresentação 6 Sessão 5 Transporte 4 Rede 3 Enlace 2 Física 1

10 Arquitetura TCP/IP Arquitetura utilizada na ARPANET
Característica de uso militar Protocolos flexíveis para suporte a diferentes aplicações Reprojeto dos protocolos TCP/IP Rede de comutação de pacotes

11 Arquitetura TCP/IP 7 Aplicação Aplicação 6 Apresentação 5 Sessão 4
OSI X Arquitetura TCP/IP 7 Aplicação Aplicação 6 Apresentação 5 Sessão 4 Transporte Transporte 3 Rede Inter-Redes 2 Enlace Hospedeiro/ Rede 1 Física

12 Arquitetura TCP/IP 7 Aplicação Aplicação 6 Apresentação 5 Sessão 4
Modelo Híbrido 7 Aplicação Aplicação 6 Apresentação 5 Sessão 4 Transporte Transporte 3 Rede Rede 2 Enlace Enlace 1 Física Física

13 Arquitetura TCP/IP Camada Hospedeiro/Rede
Protocolo não definido pelo modelo TCP/IP Transmissão dos pacotes IP Variação em função do hospedeiro e rede Exemplos de Protocolos: Ethernet, FDDI,

14 Arquitetura TCP/IP Camada Inter-Redes Conhecida como "camada de rede"
Rede comutada por pacotes Define o protocolo IP Roteamento de pacotes Controle de congestionamento Exemplos de Protocolos: IP, ARP, RARP, ICMP

15 Arquitetura TCP/IP Camada de Transporte
Responsável por comunicação fim-a-fim Confiabilidade Entrega sem erros Entrega em sequência QOS Segmentação Controle de fluxo Exemplos de Protocolos: TCP, UDP, SCTP

16 Arquitetura TCP/IP Camada de Aplicação
Camada de interface com o usuário Maioria das aplicações são executadas Exemplos de protocolos: HTTP, SMTP, FTP, SSH, POP3, IMAP, DNS

17 Tecnologias de Transmissão
Redes de difusão (broadcast) Redes ponto-a-ponto (point-to-point/P2P)

18 Tecnologias de Transmissão
Redes ponto-a-ponto Conexões entre pares Pacotes enviados na modalidade store-and-forward Necessário algoritmo de roteamento

19 Tecnologias de Transmissão
Redes de difusão Canal de comunicação compartilhado Toda mensagem possui um campo de destinatário Necessário forma de controle de acesso ao meio

20 Tecnologias de Transmissão
Redes de difusão X Ponto-a-ponto Difusão Ponto-a-ponto Redes menores Redes maiores Redes locais Redes espalhadas geograficamente

21 (Controle do Enlace Lógica) (Controle de Acesso ao Meio)
Camada de Enlace Funções LLC Logical Link Control (Controle do Enlace Lógica) Enlace MAC Media Access Control (Controle de Acesso ao Meio)

22 Camada de Enlace Funções
Enquadramento: agrupar sequência de bits em quadros Entrega confiável Detecção e correção de erros Subcamada de controle de acesso ao meio (MAC)

23 Camada de Enlace Funções
Responsável pela comunicação entre dois computadores adjacentes fisicamente ligados por um canal de comunicação Utiliza FIFO (first-in-first-out) preserva a ordem que os bits foram enviados

24 Camada de Enlace Funções
A camada física aceita um fluxo de bits brutos e tenta entregá-los ao destino Não há garantia de que esse fluxo de bits seja livre de erros O número de bits recebidos pode ser menor, igual ou maior que o número de bits transmitidos Os bits podem ter valores diferentes dos bits originalmente transmitidos

25 Camada de Enlace Funções
A camada de enlace de dados é responsável por transformar um canal de transmissão bruto em uma linha que pareça livre de erros Pode detectar o erro ou corrigi-lo O transmissor divide os dados de entrada em quadros com algumas centenas ou alguns milhares de bytes

26 Camada de Enlace Encapsulamento

27 Camada de Enlace Detecção e Correção Payload HEAD Payload CRC

28 Ethernet Comunicação através do MAC 6 bytes Hexadecimal
Separados por ‘:’ ou ‘-’ 3 bytes fabricantes 3 bytes identifica o equipamento Identificador universal Ou deveria ser Padronização do IEEE

29 ARP Address Resolution Protocol Faz a tradução entre IP e para MAC
Cada nó possui uma tabela, normalmente temporária (TTL), contendo associação entre IP e MAC Utiliza o arp para descoberta do MAC do host de destino

30 ARP Endereço IP Endereço MAC TTL 192.168.0.1 00:F1:10:20:12:12 13:45
Exemplo de tabela arp Endereço IP Endereço MAC TTL 00:F1:10:20:12:12 13:45 00:F1:10:12:13:29 07:21

31 Equipamento de Camada 2 Switch AP Bridge

32 Comparativo entre dispositivos
Hub Roteador Switch Isolamento de Tráfego Não Sim Plug-and-play Roteamento Ótimo

33 Equipamentos Hub - Camada 1

34 Equipamentos Switch - Camada 2 Gerenciável Não gerenciável

35 Equipamentos APs - Camada 2

36 VLAN Procolo da camada 2 Função principal: Segmentar a rede Funções:
Segmentação baseado na estrutura organizacional Controle Segurança Isolamento de problemas Desempenho - Broadcast Economia

37 VLAN Com VLAN X Sem VLAN

38 Camada de Rede A “cola” da Internet

39 Camada de Rede Funcionamento:
Transporta segmentos do hospedeiro transmissor para o receptor No lado transmissor encapsula os segmentos em datagramas No lado receptor, entrega os segmentos à camada de transporte Protocolos da camada de rede em cada hospedeiro, roteador Roteador examina campos de cabeçalho em todos os datagramas IP que passam por ele

40 Camada de Rede Funções: Comutação Roteamento
Mover da entrada para saída Ação local Roteamento Determinar rota do início ao fim Caminho fim-a-fim

41 Camada de Rede Redes de datagrama Redes de circuito virtual
Sem conexão na camada de rede Redes de circuito virtual Com conexão na camada de rede

42 Redes de datagrama Não existe estabelecimento de conexão na camada de rede Roteadores: não existe estado sobre conexões fim-a-fim O conceito “conexão” não existe na camada de rede Pacotes são encaminhados pelo endereço do hospedeiro de destino Pacotes para o mesmo destino podem seguir diferentes rotas

43 Redes de datagrama No IP não há garantia:
Temporização entre pacotes seja preservada Pacotes sejam recebidos na ordem em que foram enviados; da eventual entrega dos pacotes transmitidos Outros procolos devem tratar esses problemas Complexidade nas extremindades Sistemas finais inteligentes Redes mais simples internamente e com diversos tipos de enlace

44 Redes de datagrama

45 Redes de datagrama

46 Roteador Principal elemento de camada 3
Execução de algoritmos de roteamento OSPF RIP BGP Comutar os datagramas do link de entrada para saída

47 Camada de Rede Protocolos: IPv4 IPv6 ICMP

48 Camada de Rede IP Internet Protocol
Projetado para interconexão de rede Versão 4 - Presente Versão 6 - Presente/Futuro Não há garantia de entrega Não há garantia de ordem de entrega

49 IPv4 Formato do quadro Vamos analisar o quadro

50 IPv4 Fragamentação Um pacote é dividido em vários fragmentos
Remontagem realizada no destino Diversos MTUs Informações para remontagem no cabeçalho IP Necessidade de todos os fragmentos para remontagem

51 IPv4 Endereçamento Crucial para Internet Importante entendimento
Não trata da entrega local Famoso Endereço IP

52 IPv4 Endereçamento Comprimento de 32 bits ou 4 bytes
Escrito de forma decimal separados por . Cerca de 4 milhões de endereços possíveis Cada interface deveria ter endereço único (NAT, vamos falar ainda) Exemplo: Decimal: Binário:

53 IPv4 Endereçamento Designa o endereço a sub-rede
Parte identifica a rede e outra porção o host da rede Máscara de sub-rede (netmask) Os bits mais a esquerda que representam o endereço da rede Utiliza-se a notação da / para separação Exemplo: /24 OU na forma decimal Exemplo:

54 IPv4 Endereçamento CIDR (Classeless Interdomain Routing) - Roteamento Interdomínio sem classe Formato a.b.c.d/x x = máscara de rede, quantidade de bits que representam o prefixo de rede 32 -x = Identificam os hosts da rede Exemplo: /24

55 IPv4 Endereçamento Detalhando : 192.168.0.0/24
Endereço da rede Broadcast Possíveis hosts

56 IPv4 Endereçamento Calculando sub-redes e endereços:
Endereços de hots possívies: 2n -2 N = número de bits para identificação da rede

57 IPv4 Endereçamento Faixas utilizadas internamente
Rede (classe A) Rede até (classe B) Rede (classe C) NAT - Network Address Translation

58 IPv4 Endereçamento Como o nó verifica se a estação está na mesma rede?
Máscara de rede - Vamos verificar no quadro

59 Tabela de rotas Cada entrada especifica um destino e o próximo roteador para alcançá-lo Mantém entradas para outras redes e hospedeiros locais

60 Tabela de rotas Quando um pacote é recebido, o roteador verifica a qual rede pertence Se for para uma rede distante, é encaminhado para o próximo roteador conforme tabela Se for para rede local, o pacote é enviado diretamente Se não estiver na tabela e não for local o destino é o gateway padrão

61 Tabela de rotas Endereço/Máscara Próximo Salto 135.46.56.0/22
Exemplo Endereço/Máscara Próximo Salto /22 Interface 0 /22 Interface 1 /23 Roteador 1 Padrão Roteador 2

62 Tabela de rotas Exemplo
O que o reteador fará com os pacotes destinados a:

63 IPv4 Roteamento Principal função da camada de rede
Pode necessitar de diversos hops (saltos) Roteamento estático Roteamento dinâmico

64 IPv4 Roteamento Estático Tabela definida manualmente
Tabelas não se alteram de acordo com a topologia Sujeito a falhas de configuração Manutenção realizada manualmente Custo da manutenção cresce em função da complexidade e tamanho da rede

65 Camada de Transporte Fornece serviço diretamente aos processos
Não é implementada em roteadores Fornece meio de transporte lógico Processos em hosts diferentes utilizam conexão lógica da camada de transporte PDU da camada é o Segmento

66 Camada de Transporte Camada de Rede identifica o host
Camada de transporte identifica o processo ou usuário do host Permite que diversos aplicativos enviem dados a partir de um único host Sistemas Operacionais são multi-tarefas

67 Camada de Transporte

68 Camada de Transporte Multiplexação Demultiplexação
Reunir dados provinientes de diferentes processos de aplicação Transmissor Demultiplexação Entrega dos segmentos para a aplicação Receptor Utiliza números de porta e endereço IP

69 Camada de Transporte Arquitetura TCP/IP basicamente 2 protocolos TCP
UDP

70 UDP User Datagrama Protocol Serviço não confiável
Segmentos podem não chegar Segmentos podem chegar fora de ordem Não orientado a conexão Cada segmento tratado independente Não há apresentação entre o transmissor e o receptor

71 UDP Protocolo simples Mínimas funções da camada de transporte
Basicamente detecção de erro e entrega os dados para o processo correto Aplicação fala quase diretamente o IP Pouco acrescenta a camada de rede Então porque utilizar?

72 UDP Entrega de forma mais rápida, sem estabelecimento de sessão
Sem controle de congestionamento Sem estado de conexão Cabeçalho pequeno

73 UDP Estrutura do segmento

74 UDP Estrutura do segmento Source port Destination Port UDP length
Porta de origem da aplicação Destination Port Porta de destino da aplicação UDP length Tamanho total do segmento em bytes UDP checksum Campo opcional Complemento de 1 da soma de todas as palavras

75 UDP Utilização Aplicações cliente x servidor
Um consulta para uma resposta Aplicações de mídia Aplicações tolerantes a falha

76 TCP Transmission Control protocol Serviço confiável
Garante que os dados serão entregues na forma que foram enviados Orientado a conexão Conexões nos sistemas finais Controle de fluxo Transmissor não esgota a capacidade do receptor

77 TCP Controle de congestionamento Gerencia timers
Transmissor não esgota recursos da rede Gerencia timers Necessita de timers para executar o trabalho Mais complexo que o UDP Principal protocolo Utilizado pela maioria das aplicações

78 TCP Recebe fluxo da aplicação e divide em partes
Com frequência, temos 1460 para que ele possa caber em um quadro ethernet Camada de rede aceita cada parte como um segmento distinto Destino restaura o fluxo original

79 TCP Destino retorna um segmento com número de confirmação com o número da próxima sequência a receber Se expirar o timer, o segmento será retransmitido

80 TCP Serviço TCP utiliza o conceito de socket
Endereço IP + Número da porta Portas abaixo de Portas bem conhecidas O serviço TCP necessita estabelecimento de sessão Fluxo Estabelecimento de sessão Transferência de dados Término da conexão

81 TCP Conexões são identificadas por socket Conexões são full-duplex
Endereço IP de origem Porta de origem Endereço IP de destino Porta de destino Conexões são full-duplex Analogia ao endereço de um edifício

82 TCP Estabelecimento de conexão
Passo 1: Cliente inicia conexão com SYN=1 e ack=0 Passo 2: Servidor responde com SYN=1 e ack=1 Passo 3: Cliente responde com SYNC=1 e ack=1 Famoso: 3-way handshake

83 TCP

84 TCP Término de conexão Passo 1: host 1 envia FIN ao host 2
Passo 2: host 2 responde FIN para host 1 com ACK Passo 3: host 2 envia FIN ao host 1 Passo 4: host 1 responde FIN para host 2 com ACK

85 TCP

86 Camada de Aplicação Camada de interface com o usuário
Motivo da existência de redes Maioria das aplicações são executadas Exemplos de protocolos: HTTP, SMTP, FTP, SSH, POP3, IMAP, DNS Procolos definos na RFC

87 Arquiteturas de aplicação
Cliente-servidor P2P Híbrida

88 Arquiteturas de aplicação
Cliente-servidor Servidor Endereço fixo Hospedeiro ativo Sempre aguardando conexão Cliente Endereço dinâmico Nem sempre estão conectados Comunicação só pode ocorrer entre clientes e servidores Exemplo: Servidor Web

89 Arquiteturas de aplicação
P2P (Peer-to-peer / Ponto-a-Ponto) Sem um nó central Conexões alteram com frequência Altamente escalável Difícil de gerencial Exemplo: Torrent

90 Arquiteturas de aplicação
Híbrido Presença de um servidor para localizar os pares ou arquivos Comunicação realizada diretamente entre os pares Exemplo: Voip

91 Comunicação entre processos
No mesmo host quem define é o SO Entre hosts diferentes: Processo cliente Processo servidor

92 Comunicação entre processos
Estrutura P2P: Quem é o cliente e quem é o servidor?

93 Sockets Envio/Recebimento para o socket Análogo a uma porta

94 Funcionamento Através da endereço - IP Através da porta - 80
Junção de endereço e porta

95 Funcionamento Protocolos da camada de transporte
TCP UDP Aplicação define qual protocolo utilizar

96 Aplicação X Camada de Transporte
Procolo de Aplicação Protocolo de Transporte SMTP TCP Web HTTP Compartilhamento de Arquivo SAMBA Resolução de nome DNS UDP Acesso Remoto SSH Monitoramento SNMP

97 Funcionamento Serviços Analogia a um shopping