TCP/IP CRD Filipe Pacheco

Telecomunicações Em 1876 Alexander Graham Bell patenteou o telefone Era um dispositivo que permitia transmitir som de um local para o outro através de uma linha eléctrica

Comutação por circuitos Mas o telefone apenas ligava dois pontos… para termos o telefone como hoje o conhecemos era preciso encontrar uma forma de poder ligar o telefone A ao telefone B

Comutação por circuitos A “Comutação por circuitos” permite a ligação física entre os dois pontos

Comutação por Pacotes A comutação por circuitos foi evoluindo Sistemas automáticos de comutação Utilizado também em redes de dados Mas obrigava sempre a uma disponibilidade de linhas igual ou superior ao número máximo de chamadas

Comutação por Pacotes A ideia foi dividir a comunicação em fragmentos e garantir que os mesmos chegam ao destino pretendido sem nos importarmos com o caminho Router C C C C Router C B B C C C B Router B B B

Comutação por Pacotes Quando um Router recebe um fragmento apenas tem de descobrir um caminho possível para o destino Router C Router C C B C Router B

Comutação por Pacotes Algumas coisas a serem resolvidas Quando se envia um bloco de dados é necessário fragmentá-lo, quando se recebe é necessário reconstruí-lo (incluindo quando se recebe fragmentos fora de ordem) Pode ser necessário reenviar fragmentos em caso de erro de transmissão É necessário distinguir as várias aplicações num mesmo computador É necessário identificar e descobrir rotas para cada computador

O TCP/IP É um conjunto de protocolos que permite implementar comutação por pacotes em computadores modernos Existem duas versões actualmente o “V4” mais comum e o “V6” mais recente e com maiores capacidades O protocolo base é o IP que permite transmitir fragmentos entre computadores Em termos de aplicações finais o TCP/IP permite ligações fiáveis (TCP) ou por “datagramas” (UDP) sem controlo de erros.

Endereços IP Para identificar um computador usa-se um Endereço IP que (na versão V4 que é a que vamos utilizar) é constituído por 32 bits ou seja 4 bytes Normalmente os endereços são representados por 4 números decimais (um por cada byte) como, por exemplo: 192.168.1.210 Cada endereço IP é divido em Network ID e Host ID.

Endereços IP IP: 192.168.1.210 NetMask: 255.255.255.128 Network ID: 192.168.1.128 Host ID: 82 192 168 1 210 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 192 255 255 128 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 192 168 1 128 1 1 1 1 1 1 1 1 1 82 1 1 1

Endereços IP Inicialmente foram definidas 3 classes de endereços IP Mas entretanto passou-se a configurar cada rede de acordo com uma netmask genérica Classe Binário 1º byte Net Host # Nets # Hosts per Net A 0####### 0-127 a b.c.d 128 16777216 B 10###### 128-191 a.b c.d 16384 65536 C 110##### 192-223 a.b.c d 2097152 256 Classe Net Mask Equivalente A 255.000.000.000 B 255.255.000.000 C 255.255.255.000

Endereços IP Endereços especiais (resumo) Net ID:0, Host ID: 0 Este computador (apenas usado como fonte em alguns protocolos) Net ID:0, Host ID: N Esta rede (apenas usado como fonte em alguns protocolos) Net ID: Tudo 1, Host ID: Tudo 1 Broadcast para a rede local deste computador Net ID: N, Host ID: Tudo 1 Broadcast para a rede N Net ID: 127, Host ID: N Loopback (enviar para o próprio computador)

Encaminhamento IP Net mask (todos os PCs) 255.255.255.192 Host Ids Cada PC tem a sua configuração de rede com endereço IP, máscara de rede e endereço de gateway. A B C GTW 1 1 2 3 4 1 Net ID: 192.168.0.0 D E GTW 2 1 5 21 3 Net ID: 192.168.0.128 F G H I GTW 3 1 4 5 6 20 4 Net ID: 192.168.0.64 Net ID: 192.168.0.192

Encaminhamento IP Quando A quer enviar dados para B o protocolo IP verifica que os dois endereços estão na mesma rede e envia os dados directamente. A B C GTW 1 1 2 3 4 1 Net ID: 192.168.0.0 D E GTW 2 1 5 21 3 Net ID: 192.168.0.128 F G H I GTW 3 1 4 5 6 20 4 Net ID: 192.168.0.64 Net ID: 192.168.0.192

Encaminhamento IP Quando A quer enviar dados para G o protocolo IP verifica que os dois endereços estão em redes diferentes e envia os dados para a Gateway configurada. A GTW 1 verifica qual a rede de destino e envia os dados para GTW 3. A B C GTW 1 1 2 3 4 1 Net ID: 192.168.0.0 D E GTW 2 1 5 21 3 Net ID: 192.168.0.128 F G H I GTW 3 1 4 5 6 20 4 Net ID: 192.168.0.64 Net ID: 192.168.0.192

Exercício 1 Net mask (todos os PCs) 255.255.255.192 Host Ids Determine a configuração de cada um dos PCs (A a I) -endereço IP -net mask -gateway A B C GTW 1 1 2 3 4 1 Net ID: 192.168.0.0 D E GTW 2 1 5 21 3 Net ID: 192.168.0.128 F G H I GTW 3 1 4 5 6 20 4 Net ID: 192.168.0.64 Net ID: 192.168.0.192

Exercício 1 Net mask (todos os PCs) 255.255.255.192 Host Ids Exemplo: PC A -endereço IP: 192.168.0.1 -net mask -gateway 192.168.0.4 A B C GTW 1 1 2 3 4 1 Net ID: 192.168.0.0 D E GTW 2 1 5 21 3 Net ID: 192.168.0.128 F G H I GTW 3 1 4 5 6 20 4 Net ID: 192.168.0.64 Net ID: 192.168.0.192

Exercício 1 Net mask (todos os PCs) A 255.255.255.192 1 Exemplo: PC A -endereço IP: 192.168.0.1 -net mask -gateway 192.168.0.4 A 1 Net ID: 192.168.0.0 PC A Host ID: 1 Net ID: 192.168.0.0 Net Mask: 255.255.255.192 IP = Net ID + Host ID = 192.168.0.1 Importante! Verificar sempre se o Host ID é válido para a Net Mask… neste caso Host ID nunca pode ser superior a 190

Exercício 2 Suponha a seguinte configuração PC A IP: 192.168.1.1 Net Mask: 255.255.255.248 Gtw: 192.168.1.6 Indique se os pacotes para os seguintes destinos vão para a gateway ou para a rede interna: 192.168.1.2 192.168.1.20 192.168.0.2 192.168.255.20

Exercício 2 PC A Primeiro passo: Como fazer o AND binário? IP: 192.168.1.1 Net Mask: 255.255.255.248 Gtw: 192.168.1.6 Primeiro passo: Encontrar o Net ID do PC A Fazer o AND binário do IP com Net Mask Net ID: 192.168.1.0 Como fazer o AND binário? Se um byte no Net Mask é 255 basta copiar o byte respectivo do Endereço IP Se um byte no Net Mast é 0 basta colocar a zero o byte respectivo no Net ID Nos outros casos é necessário fazer a operação bit a bit Se o bit no Net Mask é 1: copiar o bit respectivo do Endereço IP Se o bit no Net Mask é 0: colocar a zero o bit respectivo

Exercício 2 PC A Segundo passo: Terceiro passo: IP: 192.168.1.1 Net Mask: 255.255.255.248 Gtw: 192.168.1.6 Segundo passo: Determinar o Net ID dos outros PCs Fazer o AND binário do IP com Net Mask Para os que têm Net IDs diferentes do PC A então é necessário usar a Gateway Terceiro passo: Determinar o Net ID do Gateway Se o Net ID for diferente então a configuração da Gateway é inválida

Exercício 2 Suponha a seguinte configuração PC A IP: 192.168.1.1 Net Mask: 255.255.255.248 Gtw: 192.168.1.6 Indique se os pacotes para os seguintes destinos vão para a gateway ou para a rede interna: 192.168.1.2 192.168.1.20  GTW 192.168.0.2  GTW 192.168.255.20  GTW

Exercício 3 Suponha a seguinte configuração PC B IP: 192.168.255.10 Net Mask: 255.255.128.0 Gtw: 192.168.1.6 Indique se os pacotes para os seguintes destinos vão para a gateway ou para a rede interna: 192.168.1.2 192.168.1.20 192.168.0.2 192.168.255.20

Exercício 3 Suponha a seguinte configuração PC B IP: 192.168.255.10 Net Mask: 255.255.128.0 Gtw: 192.168.1.6  INVÁLIDO Indique se os pacotes para os seguintes destinos vão para a gateway ou para a rede interna: 192.168.1.2  GTW 192.168.1.20  GTW 192.168.0.2  GTW 192.168.255.20

Exercício 4 Suponha a seguinte configuração PC C IP: 192.168.0.1 Net Mask: 255.255.255.192 Gtw: 192.168.0.193 Indique se os pacotes para os seguintes destinos vão para a gateway ou para a rede interna: 192.168.1.254 192.168.0.50 192.168.0.2 172.200.5.20

Exercício 4 Suponha a seguinte configuração PC C IP: 192.168.0.1 Net Mask: 255.255.255.192 Gtw: 192.168.0.193  INVÁLIDO Indique se os pacotes para os seguintes destinos vão para a gateway ou para a rede interna: 192.168.1.254  GTW 192.168.0.50 192.168.0.2 172.200.5.20  GTW

Endereços Privados Também foram definidos endereços IP que apenas deverão ser utilizados em redes privadas (não visíveis na Internet) Dependendo da Net Mask usada podemos ter mais ou menos redes. Bloco Primeiro Último # Endereços disponíveis 24 bits 10.0.0.0 10.255.255.255 16777216 20 bits 172.16.0.0 172.31.255.255 1048576 16 bits 192.168.0.0 192.168.255.255 65536

Endereços Privados Exemplos com o bloco de 16 bits Net Mask Note-se que é possível ter Net Mask diferentes em redes diferentes desde que os endereços IPs possíveis em cada uma não se sobreponham. Por exemplo é possível esta configuração: Net Mask Primeiro Net ID Último Net ID # Nets # Hosts/Net 255.255.255.0 192.168.0.0 192.168.255.0 256 254 255.255.128.0 192.168.128.0 2 32766 255.255.0.0 1 65534 Net Mask Net ID #Hosts Primeiro IP Último IP 255.255.255.0 192.168.0.0 254 192.168.0.1 192.168.0.254 192.168.127.0 192.168.127.1 182.168.127.254 255.255.192.0 192.168.128.0 16382 192.168.128.1 192.168.191.254 192.168.192.0 192.168.255.254

Exercício Suponha que pretende instalar duas redes privadas cada uma com 100’000 computadores ligadas entre si. Indique uma configuração possível (endereço IP, Net mask, gateway) para cada um dos PCs A, B e C. A B C 2 3 1 1 401 Net ID: ? Net ID: ? GTW 1

100’000 = 0b000000001.10000110.10100000 254.0.0 = 0b111111110.00000000.00000000 Exercício Suponha que pretende instalar duas redes privadas cada uma com 100’000 computadores ligadas entre si. Indique uma configuração possível (endereço IP, Net mask, gateway) para cada um dos PCs A, B e C. Net Mask: 255.254.0.0 Net Mask: 255.254.0.0 16 = 0b00010000 18 = 0b00010010 A B C 2 3 1 1 401 Net ID: 172.16.0.0 Net ID: 172.18.0.0 GTW 1 IP A: 172.16.0.2 IP B: 172.16.0.3 IP GTW 1: 172.16.0.1 IP C: 172.18.1.145 IP GTW 1: 172.18.0.1

Exercício No máximo quantos PCs podem estar em cada uma das seguintes redes? A GTW 1 C Net Mask: 255.255.255.0 GTW 2 Net Mask: 255.255.192.0 GTW 3 B D Net Mask: 255.255.255.240 Net Mask: 255.255.192.0

Exercício 192.0 = 0b11000000.00000000 0b01000000.00000000 = 16384 2 Reservados: Tudo a 0 e tudo a 1 GTW 1, GTW 2 e GTW 3 No máximo quantos PCs podem estar em cada uma das seguintes redes? 256-2-3 = 251 16384-2-3 = 16379 A GTW 1 C Net Mask: 255.255.255.0 GTW 2 Net Mask: 255.255.192.0 GTW 3 16384-2-1 = 16381 B 16-2-1 = 11 D Net Mask: 255.255.255.240 Net Mask: 255.255.192.0