© Pedro Veiga - FCUL A Internet Pedro Veiga

© Pedro Veiga - FCUL Tópicos a Abordar n Génese da Internet n A Arquitectura do TCP/IP n Evolução e normalização na Internet n O Nível IP n O Nível de transporte: TCP e UDP n O Nível de aplicação SMTP, MIME, FTP, TELNET DNS, NNTP, SNMP n Protocolos de Routing n Evolução do protocolo IP - o IPv6

© Pedro Veiga - FCUL Internet - O que é ? n A designação Internet aplica-se hoje para identificar a rede que foi criada durante a parte final da década de 80 pela fusão de um conjunto de redes n Estas redes usavam várias tecnologias de rede n A Internet usa, actualmente, na sua maioria os protocolos TCP/IP

© Pedro Veiga - FCUL Génese da Internet n ARPANET Rede de linhas dedicadas a 50 kbps n PRNET - Packet Radio Net Rede a 40/100 kbps baseada em rádios spread spectrum n SATNET - Packet Satellite Network Rede de 64 kbps no Intersat IV n TCP/IP protocolo desenvolvido entre 1974 e 1978 (4 versões) para interligar estas redes 4Vinton Cerf e Robert Kahn

© Pedro Veiga - FCUL Génese da Internet n Objectivo: Rede de alta fiabilidade Alta tolerância a falhas dos níveis de transmissão n Baseada em datagramas n Os protocolos TCP e IP n Liderança técnica controlada pelo IETF Internet Engineering Task Force Modo de normalização eficiente e pragmático n Evolução “ajudada” pelo UNIX - O UNIX da Universidade de Berkeley

© Pedro Veiga - FCUL Software para TCP/IP n Muitos Fornecedores n Muitos Consumidores n Produtos baratos n Produtos “public domain” n Produtos muito testados: Muito fiáveis De alta qualidade Muito eficientes n Disponíveis do PC ao Mainframe

© Pedro Veiga - FCUL Comparação com o Modelo OSI TCP IP Aplicações Interface à rede

© Pedro Veiga - FCUL IP - Internet Protocol n Protocolo de rede baseado em datagramas - serviço sem ligação (CL) n Datagramas podem ter até 64 kB (total) n Datagrama (PDU) do IP tem 2 componentes 4Header (uma parte fixa de 20 bytes e uma parte opcional de comprimento variável) 4Texto (dados)

© Pedro Veiga - FCUL Formato Header IP Versão IHL Tipo de Serviço Compr. Total IdentificaçãoOffset do fragmento TTL Protocolo Checksum do Header Endereço Origem Endereço Destino Opções DFDF MFMF

© Pedro Veiga - FCUL Significado dos Campos n Versão - Número da versão do protocolo n IHL - IP Header Length em múltiplos de 32 bits (campos opcionais) n Tipo de serviço - permite às aplicações indicarem o tipo de aplicação (nível de rede pode adaptar-se às diferentes exigências das aplicações) PRECEDENCE (0 a 7) D (low delay), T (high troughput), R (high reliability) n Comprimento Total - do Header + Dados (max. 64k bytes) n Identificação - pacotes podem ser fragmentados quando atravessam a rede. Todos os bocados de um mesmo pacote tem a mesma identificação

© Pedro Veiga - FCUL Significado dos campos n DF - Don´t fragment n MF - More fragments (todos os fragmentos tem este bit a 1, excepto o último) n Offset do fragmento - quando há fragmentação n TTL (Time to Live) - tempo máximo que os pacotes podem demorar na rede antes de serem destruídos (max. 255 seg) n Protocolo - tipo de protocolo de transporte usado (por exemplo, TCP) n Checksum do header - para controlo de erros n Opções - segurança, routing, notificação erros,...

© Pedro Veiga - FCUL Endereços IP n Os endereços IP são de 32 bits n Identificam de modo unívoco um sistema que funciona em IP n Endereços são atribuídos pelo operador de rede A IANA O RIPE

© Pedro Veiga - FCUL Endereços IP Classe A (7 bits rede, 24 bits host) Classe B(14 bits rede, 16 bits host) Classe C (21 bits rede, 8 bits host) Multicast (28 bits multicast)

© Pedro Veiga - FCUL Endereços IP n Classe A com 16 milhões de elementos de rede cada n Classe B redes de elementos de rede cada n Classe C - cerca de 2 milhões de redes com 256 elementos de rede cada oNetwork mask - permite separação lógica de partes de uma rede oO formato “humano”

© Pedro Veiga - FCUL O ICMP n Internet Control Message Protocol n Protocolo “acessório” ao nível IP n Usado pelos nós da rede para relatar erros DESTINATION UNREACHABLE TIME EXCEEDED ECHO REQUEST e ECHO REPLY TIMESTAMP REQUEST e TIMESTAMP REPLY... n Também usado para teste

© Pedro Veiga - FCUL Interface à Rede n Ponto forte do IP n Suporte a variados suportes de comunicação 6 Ethernet 6 Linha série / linha comutada 6SLIP - Serial Line IP 6PPP - Point to Point Protocol 6 X.25 6 Frame Relay 6...

© Pedro Veiga - FCUL Nível de Transporte nTCP - Transmission Control Protocol 4Nível de transporte orientado à ligação (CO) nUDP - User Datagram Protocol 4Nível de transporte sem ligação (CL) nAmbos funcionam sobre IP nTCP é semelhante a OSI/TP4

© Pedro Veiga - FCUL TCP Nível de transporte recebe mensagens arbitrárias para transmitir e: Fragmenta-as em pedaços inferiores a 64k Trata de retransmissões de pacotes Trata de reordenações de pacotes Trata de tempos expirados (timeouts) Efectua controlo de fluxo (janela de 16 bits - número de bytes) TCP numera as mensagens com 32 bits

© Pedro Veiga - FCUL PDU do TCP Porto origem Porto destino Número de sequência Confirmação de “piggyback” Opções (0 ou mais palavras de 32 bits) ChecksumApontador de urgente DADOS Compr. Header Flags Janela

© Pedro Veiga - FCUL PDU do TCP n Portos - pontos de origem e destino dos dados (TSAP) n Checksum - para controlo de erros n Comprimento Header - número de bytes do header (em palavras de 32 bits) n Flags URG - Urgent pointer em uso SYN e ACK - usados para pedir e conceder ligações FIN - terminar ligação RST - reset à ligação EOM - fim de mensagem

© Pedro Veiga - FCUL PDU do TCP n Janela - dimensão da janela do protocolo (número de pacotes que podem ser transmitidos sem confirmação) n Número de sequência - numeração dos pacotes para reordenação, detecção de duplicações n Apontador de urgente - Apontador para PDU (relativo ao presente) onde se encontram dados urgentes n Opções - para finalidades diversas associadas principalmente à gestão do software dos sistemas que realizam o TCP

© Pedro Veiga - FCUL Portos Registados n No destino é o modo de “endereçamento” das aplicações n Na origem é a identificação das aplicações utilizadoras n Alguns Exemplos: smtp - telnet - ftp -

© Pedro Veiga - FCUL UDP nNão é necessário estabelecer ligação nNão há garantia de entrega Porta origemPorta destino ComprimentoChecksum Dados

© Pedro Veiga - FCUL API de Transporte - sockets socketCriação de um TSAP de um dado tipo bindAssocia um nome ASCII a um socket já criado listenCria uma fila para aceitar pedidos de ligação acceptRetira um pedido de ligação da fila, ou espera por uma ligação connectinicia uma ligação com um socket remoto shutdowntermina a ligação de um socket sendenvia uma mensagem através de um socket recvrecebe uma mensagem num socket selectverificar, num conjunto de sockets, se podem ser lidos ou escritos

© Pedro Veiga - FCUL Winsock n API análoga a do BSD n Adaptada às especificidades do ambiente Windows n “Event Driven” n Base de “quase todo” software TCP/IP de rede em ambiente Windows winsock.dll

© Pedro Veiga - FCUL Ponte de Transporte - RFC1006 nFornecer um serviço de transporte OSI sobre a pilha TCP/IP Aplicação Apresentação Sessão Transporte IP TCP

© Pedro Veiga - FCUL As Aplicações n As principais aplicações existentes na Internet são: Correio electrónico Terminal remoto Transferência de ficheiros Directory Name System - DNS Conferências Electrónicas WWW

© Pedro Veiga - FCUL Correio Electrónico ( ) n Protocolos SMTP e MIME n SMTP - Simple Mail Transfer Protocols n MIME - Multipurpose Internet Mail Extensions Compatível com o transporte SMTP Perspectiva (mais uma vez) pragmática do IETF

© Pedro Veiga - FCUL SMTP nRFC 821 e RFC-822 (SMTP - Simple Mail Transfer Protocol) nSistema orientado a texto 6simples de implementar sobre muitos mecanismos de transporte 6não há distinção entre cabeçalhos e corpo das mensagens, a não ser em identificadores especiais dos campos do cabeçalho 6só ASCII 6linhas até 72 caracteres

© Pedro Veiga - FCUL Endereços n n top-dom códigos ISO dos países (2 letras); ou gov, edu, mil, net, com n sub-dom : devem adaptar-se à estrutura da hierarquia onde o utilizador se insere n Exº

© Pedro Veiga - FCUL RFC Header Fields SenderEndereço de quem envia ToEndereço do destinatário Received fromDonde veio a mensagem Received byQuem recebeu a mensagem Received viaEm que meio físico chegou Received withQue protocolo foi usado FromNome da pessoa que enviou a mensagem Reply-to Endereço a quem responder CcCópias para... BccCópias ocultas para... In-Reply-ToReferência da mensagem a que se refere a resposta ReferencesOutras mensagens referenciadas SubjectAssunto KeywordsPalavras chave DateData Message-IDIdentificação da mensagem CommentsComentários

© Pedro Veiga - FCUL MIME Multipurpose Internet Mail Extensions n Suporte a correio multimédia na Internet n Mensagem composta de várias partes (body parts) n Cada parte é codificada e apresentada de um modo adequado n Transporte sobre SMTP n Necessário um “agente de mail” especial n Suporte, por exemplo, de texto (vários conjuntos de caracteres), audio, video, binários, process. de texto, folhas de cálculo,...

© Pedro Veiga - FCUL DNS n Sistema de suporte à identificação simbólica de sistemas n Suporte à identificação de recursos na rede e seus atributos n Sistema crucial para o bom funcionamento actual da Internet n Pouco visível ao utilizador final

© Pedro Veiga - FCUL DNS n Sistema hierárquico n Baseado em root servers servidores primários de cada domínio servidores secundários n Caching de informação com limites de validade n ns.dns.pt

© Pedro Veiga - FCUL DNS em Portugal n Gerido pela FCCN n Entidades que podem registar domínios Nomes Empresas Publicações ADMD X.400 Marcas registadas n Forte crescimento em 1998

© Pedro Veiga - FCUL DNS em Portugal

© Pedro Veiga - FCUL WWW - World Wide Web n A aplicação que fez a Internet acessível ao utilizador não especializado n Sistema desenvolvido inicialmente no CERN n Baseada num sistema de HiperTexto n Páginas MultiMédia Texto formatado Imagens Estáticas Vídeo Som n Cada página pode conter HiperLigações a outras páginas

© Pedro Veiga - FCUL WWW - World Wide Web n Baseia-se no paradigma Cliente-Servidor n Servidor contem um conjunto de informações organizadas em páginas n As páginas estão associadas numa estrutura lógica através das HiperLigações n Cliente (aquilo que a pessoa usa para navegar na WEB) acede à informação nos servidores através de um protocolo específico - HTTP n HTTP - Hypertext Transfer Protocol

© Pedro Veiga - FCUL SNMP n Protocolo de Gestão da Internet n O que é gerir a rede ? Actividade de monitorar/observar e controlar a rede  Monitorar a rede para verificar o seu estado de funcionamento e identificar potenciais problemas  Controlar a rede para a reconfigurar e adaptar a um ambiente operacional e à sua dinâmica

© Pedro Veiga - FCUL Gestão de Rede Gestão de configuração qEstabelecer o modo de interligação e funcionamento dos vários componentes Gestão de falhas qIdenfiticar e agir quando ocorrem problemas Gestão de contabilização qObter informação sobre o uso da rede Gestão de segurança qControlar a segurança na rede e identificar tentativas da sua violação

© Pedro Veiga - FCUL Modelo de Gestão Agente de Gestão Entidade localizada em cada equipamento a gerir e que fornece informação sobre o estado desse equipamento Estação/Consola de gestão Entidade localizada na rede, que interroga os vários agentes de gestão e colecciona e trata a informação que recebe dos agentes de gestão (informação trocada em SNMP) Informação de gestão fornecida por cada equipamento depende das suas características (MIB - Management Information Base) *A inclusão de gestão na rede deve perturbar o mínimo o funcionamento global da rede