O Nível de Rede Papel Questões Típicas Comutação de Pacotes: espera o pacote chegar => checksum. Serviços Oferecidos: Com Conexão, Sem Conexão. IP : sem conexão – Porquê? Nível 3

Sem conexão x Com conexão Questões a comparar: Endereçamento, Manutenção de Estado, Roteamento, Falha no roteador, QoS, Controle de congestionamento Nível 3

5.2 - Algoritmos de Roteamento Propriedades desejáveis: correto, robusto, estável, eficiente, justo Princípio de Otimização: Rota Ideal, Arvore de Escoamento Classes de Algoritmos: Estático : Shortest Path, Flooding Dinâmico: Link State Routing (RIP, IS-IS, OSPF) Nível 3

Caminho mais curto (Dijkstra) As cinco primeiras etapas utilizadas no cálculo do menor caminho de A a D. As setas indicam o nó ativo. Nível 3

OSPF - Open Shortest Path First Pacote de estado do enlace: Buffer no roteador B: Nível 3

Roteamento para dispositivos móveis (1) Hosts móveis: Como os outros hosts vão localizar o host móvel? Problemas: Modificar rotas dos roteadores, mobilidade na aplicação, serviços contratados pelo IP. Agente Local, Endereço de “Care of” Seattle New York San Diego Nível 3 Nível 3

Roteamento em redes Ad Hoc (1) MANETs (Mobile Ad hoc Networks). Alg de roteamento: AODV (Ad hoc On-demand Distance Vector) considera limitadas largura de banda e bateria. Criação e manutenção de rotas. Nível 3

Congestionamento O que é congestionamento? Throughput x Goodput - Estratégias empregadas: tentar evitar ou lidar com ele. Nível 3

Soluções para congestionamento Em diferentes escalas de tempo: Escolher que pacotes descartar. RED: Random Early Detection Diminuir a carga: recusa novos acessos Escala de meses: Aumentar recursos Ajustar as rotas de acordo com padrões de tráfego: causam oscilação nas tabelas de rotas (não é normalmente utilizado). Idéia: dividir o tráfego por vários caminhos. Na iminência do congestionamento (monitorar parâmetros), a rede solicita que as fontes atrasem ou a rede atrasa o tráfego. (Bit ECN – Explicit Congestion Notification) Nível 3

5.4 - Qualidade de Serviço Necessidades dos Fluxos: Largura de Banda (Throughput); Atraso (Delay); Flutuação (Jitter); Perda (Drop). Aplicações versus Rigidez de Requisitos; Categorias de QoS: CBR (Constant Bit Rate) : Telefonia VBR –RT (Variable Bit Rate – Real Time): videoconferencia compactada VBR – NRT: Video on Demand Best Effort: Transferência de arquivo. Nível 3

5.4.2 - Modelagem de Tráfego (b) Balde furado (Leaky bucket) (c) Balde de símbolos (Token bucket)

5.4.3 - Escalonamento de pacotes Que pacotes escolher, ou que pacotes descartar. FIFO – First In, First Out. RED - Random Early Detection. Round Robin - Rodízio de Fila. WFQ (Weighted Fair Queueing) - Rodízio de filas ponderado. Pacotes são encaminhados de acordo com o endereço de destino que pode ser: Unicast, Broadcast, Multicast, Anycast.

5.4.5 - Serviços Integrados (IntServ) Parte integrante dos serviços integrados (2 dezenas de RFCs): RSVP (Resource reSerVation Protocol) Nível 3

5.4.6 - Serviços Diferenciados (DiffServ) (1) Classe de encaminhamento expresso (2) Classe de encaminhamento garantido Uma implementação possível: => pouca perda, atraso e flutuação; (está comum marcar VoIP como expresso). Nível 3

5.5 – Interligação de redes A heterogeneidade veio para ficar! Enquanto não verificarem que a tecnologia [preencha a gosto] é melhor... Diferenças possíveis entre redes relativas à camada de rede (afora questões físicas como modulação e questões de enlace como formato do quadro): Nível 3

5.5.2 - Conectar redes Uma Rede com 3 tipos de rede: WiFi, MPLS (MultiProtocol Label Switching) e Ethernet; MPLS – protocolo de nível 2.5, orientado a conexão que cria circuito virtual Processamento dos protocolos => necessidade de fragmentação :WiFi/Eth Nível 3

5.5.3 - Tunelamento Nível 3

Questões para Interconexão (5.5.4) Roteamento entre redes: Autonomous System (AS). Protocolo de gateway interior (intradomínio) .Ex: OSPF Protocolo de gateway exterior (interdominio). Ex: BGP (Border Gateway Protocol). (5.5.5) Fragmentação: Fragmentos após passarem por uma rede que admite 5 bytes de dados Fragmentos após passarem por uma rede que admite 8 bytes de dados Nível 3

Descoberta de MTU MTU – Maximum Transmission Unit Nível 3

O cabeçalho IPv4 - 1 Nível 3

Endereços IP Definidas inicialmente na Internet (antes de 1993) e não mais utilizadas: Nível 3

Subdivisão de Redes CIDR - Classless InterDomain Routing. EE: 1000 0000 1101 0000 00xx.... CC: 1000 0000 1101 0000 1xxx.... Artes: 1000 0000 1101 0000 011x.. CIDR - Classless InterDomain Routing. A partir de 194.24.0.0 há 8192 (=213) ends em um bloco disponível. Cambridge solicitou 2048 (=211) endereços; Oxford solicitou 4096 (=212) endereços; Edinburgh solicitou 1024 (=210) endereços. Maior prefixo: 194.24.0.0/19. Nível 3

Agregação de prefixos IP Cada faixa atribuída deve ser conhecida pelos roteadores? Não necessariamente:Londres conhece as 3 redes, agrega os 3 prefixos em um: 194.24.0.0/19, que é passado para Nova York. NY reduziu 3 entradas para uma. Nível 3

Maior prefixo combinado Se São Francisco solicitou 1024 endereços e foi alocado o bloco que ainda estava disponível (194.24.12.0/22). Os pacotes devem ser enviados na direção da rota mais específica, ou do maior prefixo combinado. Nível 3

Tabela de Roteamento Destino Máscara Gateway Interface Métrica Indica para onde enviar as mensagens. RIT – Routing Information Table. Indica: Destino Máscara Gateway Interface Métrica End. de rede ou IP destino Máscara na sub-rede Próximo roteador que possa entregar datagrama Endereço da Interface pela qual será enviada a mensagem Quantos roteadores atravessar até o destino. Nível 3

Lidando com Endereço IP Intervalos privativos: (Classe A) 10.0.0.0 , (Classe B)172.16.0.0 e (Classe C) 192.168.0.0 NAT – Técnica contra esgotamento de IP e pró-privacidade DHCP – Dynamic Host Configuration Protocol. Nível 3

IPv6 Endereços de 16 bytes de comprimento. Suporta 2128 , aproximadamente 3x1038, o que na prática significa endereços ilimitados; Possibilidade do IPv4: 4.3 bilhões - Hoje estima-se 5.5 bilhões de dispositivos; Simplificação do cabeçalho: De 13 campos no IPv4 para 7 no IPv6 -> processamento mais rápido nos roteadores; Melhor suporte a opções: campos antes necessários, passam a ser opcionais. O roteador pode saltar opções não pertinentes. Avanços em segurança com características de privacidade e autenticação. Melhor tratamento de tipo de serviço: com o tráfego multimídia necessita mais que 8 bits. Nível 3

Cabeçalho IPv6 Tamanho Fixo: 40 Bytes

Pilha Dupla x Túnel A A quer enviar mensagem para F. O IPv4 que há no meio encapsula o IPv6. B Ipv6 C A Ipv6 D B Ipv4 Ipv6 E Ipv4 C Ipv6 F D Ipv6 Ipv4 Ipv6 E Ipv4 F Ipv6 Nível Rede Ipv6