Internet ARPANET iniciou em 1968 ARPA-Advanced Research Projects Agency dos Estados Unidos Incluia Estados Unidos e alguns pontos da Inglaterra e na Noruega Funcionava como um laboratório onde conceitos em rede eram testados 1983 --> 82 nodos intermediários e um número desconhecido de computadores ligados direta ou indiretamente a estes nodos

ARPANET ARPANET era usada basicamente pelo Departamento de Defesa (DoD) dos Estados Unidos e as entidades que desenvolviam Arquitetura como resultado da evolução da ARPANET TCP/P = Arquitetura Internet

Evolução da ARPANET Rede privada governamental Na metade da década de 80, o DoD Estados Unidos, decidiu separar uma rede para seu uso, a MILNET, continuando a ARPANET como a rede experimental que também servia para como backbone para todas as redes acadêmicas das Universidades e outras instituições de pesquisa serem interconectadas. Na segunda metade da década de 1980, a NSF-National Science Foundation começou a implantar uma rede de supercomputadores denominada NSFNET que tornou-se o backbone para a interconexão das redes.

A Internet hoje A ARPANET evoluiu e passou a ser mais do que uma rede, resultando no que passou a ser denominada INTERNET, interconexão de redes. Atualmente, participam da INTERNET entidades de ensino e pesquisa, governamentais e empresas privadas, de todos os países

Política de uso aceitável em backbones acadêmicos I.a) Comunicação com pesquisadores e educadores de outros países, desde que exista reciprocidade para os pesquisadores e educadores dos Estados Unidos no uso das redes estrangeiras por onde acessam a NSFNET I.b) Comunicação e intercâmbio para o desenvolvimento profissional para manter atualização ou para debater assuntos em qualquer área do conhecimento

Política de uso aceitável em backbones acadêmicos I.c) Uso por associações universitarias, sociedades normativas, conselhos governamentais ou atividades de padronização relativas a pesquisa ou atividades de ensino. I.d) Uso para submissão de pedidos de apoio a pesquisa ou para administração de pesquisas contratadas

Política de uso aceitável em backbones acadêmicos I.e) Quaisquer outras comunicações administrativas de suporte ao ensino e a pesquisa. I.f) Anúncios de novos produtos ou serviços para uso em ensino e pesquisa, sem admitir-se publicidade de qualquer tipo I.g) Qualquer tráfego originador de uma rede ou outra agência membro do Conselho de Redes Federal, se o tráfego esta de acordo com o que é aceitavel para aquela agência I.h) Comunicação incidental para outros fins.

Não é aceitável na Internet II.A) Uso para atividades com fins lucrativos ou uso por instituições com fins lucrativos para fins que não os definidos como aceitáveis II.b) Uso extensivo para assuntos privados ou pessoais.

A Internet hoje ... Backbone = NSFNET --> backones acadêmicos e comerciais trocando tráfego Qualquer velocidade pode ser usada nas conexões pois a arquitetura se adapta a uma gama muito grande de infra-estruturas de comunicações. A Internet atualmente não mais pertence a qualquer entidade e resulta da cooperação de todos. As organizações integrantes da INTERNET são administrativamente independentes Não existe um ponto central que a controle Alocação de nomes de domínio e endereços IP sob administração do ICANN

Administração da Internet Comitê responsavel pela definição dos padrões a serem usados. IAB-Internet Architecture Board, com uma composição internacional A documentação dos protocolos definidos para uso na rede : RFC-Request for Comments

Integração à Internet Para integrar-se a INTERNET, é preciso: - providenciar numa forma de transmissão até o nó INTERNET mais próximo - contactar quem tem a delegação local para registrar usuários para solicitar um endereço - implantar na sua máquina o conjunto de protocolos inerentes à arquitetura INTERNET

A arquitetura Internet A geração atual de protocolos usados na INTERNET é baseada primariamente em: -Um serviço de transporte orientado à conexão, provido pelo protocolo de controle de transmissão TCP (Transmission Control Program) - Um serviço de rede não-orientado à conexão, provido pelo protocolo Internet IP (Internet Protocol)

Protocolos de aplicação Internet SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) que permite um serviço de recepção-armazenamento e envio de mensagens eletrônicas FTP (File Transfer Protocol) que permite a transferência de arquivos TELNET que viabiliza os serviços de terminal virtual DNS (Domain Name System) que proporciona o mapeamento entre nomes de computadores e endereços de rede. SNMP (Simple Network Management Protocol) para apoiar o gerenciamento da rede

IP - Internet Protocol Baseado em datagrama Rede estruturada em sub-redes Gateways (roteadores) entre sub-redes diferentes Se o destinatário de um pacote está na mesma sub-rede do originador, os dados vão diretamente para aquele equipamento. Se o destinatário está numa sub-rede diferente, o datagrama é enviado ao gateway local.

Encapsulamento do datagrama IP O datagrama IP é encapsulado num LPDU-Link Protocol Data Unit para ser enviado pelo meio de transmissão até a máquina destinatária O remetente precisa saber qual endereço colocar no cabeçalho do LPDU O remetente precisa, portanto ter uma tabela que indique qual endereço de nível de enlace corresponde a um dado endereço IP. Esta informação é aprendida dinamicamente, através do protocolo ARP

Classe de endereço Bits para rede Bits para computador Endereçamento Endereço composto por 32 bits Obedecem a uma subdivisão que indica a rede e o computador Existem, portanto, potencialmente: - 128 redes classe A com ate 22401 computadores, - 16384 classe B cada uma contendo até 65534 computadores - 221 classe C, cada uma com até 254 computadores. Classe de endereço Bits para rede Bits para computador A 7 24 B 14 16 C 21 8

Vizualização dos endereços IP Para fins de impressão e visualização, os endereços costumam ser representados, como uma quadra de números que representam cada um dos octetos inte-grantes do endereço IP, separados por um ponto. Notação decimal pontuada Ex.: 143.54.1.7

Endereços e máscaras Um endereço IP é composto por 32 bits dos quais os primeiros 8, 16 ou 24 (dependendo da classe de endereço) indicam a rede. Os bits restantes podem ser subdivididos Endereço classe C 1 1 0 endereço de rede hostid sub- rede netid O número de bits usados para representar a sub-rede pode ser escolhido Não devem ser usados para endereço de host os valores 000... ou 111... pois são usados para broadcast (difusão)

Máscara para indicar o comprimento do campo hostid A máscara é um conjunto de 32 bits em que as posições correspondentes aos endereços de rede e de sub-rede são 1111111111111111 e os demais bits (correspondentes ao hostid) são 0000000 Exemplo: Endereços na UFRGS usam somente o último octeto para representar o hostid portanto, a máscara é: 255.255.255.0 Na Rede TCHE, onde se usa em certos casos 5 bits para indicar a sub-rede, a máscara fica: 255.255.255.248 11111111.111111111.111111111.11111000

Tabelas de roteamento Os endereços de rede e sub-rede são usados nas tabelas de roteamento Para cada rede (e sub-rede) conhecida haverá pelo menos uma rota, passando por um roteador (ou gateway como era antigamente denominado) Roteadores trocam informações de roteamento entre si Máscaras também são informadas

Rede TCHÊ Roteador sub-rede 200.9.0.252 sub-rede 200.17.63.224 11111100 sub-rede 200.17.63.224 11100000 Rede TCHÊ

Como reconhecer a classe de um endereço O primeiro algarismo (Y.X.X.X) indica a classe: Classe A Y < = 127 25.12.34.120 Classe B 128 <= Y < = 191 143.54.1.20 Classe C 192 < =Y < = 207 200.17.63.228

Quantos endereços IP pode ter um host? Tantos quantas foram suas interfaces de comunicação LAN ou WAN Cada interface pode ter um endereço IP diferente Os diferentes endereços IP pertencerão a sub-redes diferentes Um host com mais de um endereço IP poderá funcionar como um roteador

Endereços especiais 127.hostid Este endereço é conhecido como localhost ou loopback address. Os dados enviados para este endereço não são remetidos para a rede mas passam pela pilha de protocolo e retornam. Toda a rede 127 é reservada para este fim netid.255 Todos os hosts daquela rede Exemplo: 143.54.255.255 netid.0 --> Este host 0.hostid --> Aquele host nesta rede Endereços de broadcast: 1111111.....111111111 (255.255.255.255) todos os hosts nesta rede local

Formato do datagrama IP Version HLen Type of Service Total Length Identification Flags Fragment Offset Time to Live Protocol Header Checksum Source Address Destination Address IP options (optional) Padding cabeçalho TCP, e dados do usuário

Campos datagrama IP Version indica qual versão do IP esta sendo usada no datagrama. HLen: Comprimento do cabeçalho expressa o comprimento em palavras de 32 bits.

Campos datagrama IP Tipo de serviço contem um parâmetro descrevendo a qualidade do serviço para este datagrama. Na versão 4 do protocolo este parâmetro tem a seguinte estrutura: Precedência (3 bits) - a prioridade do datagrama Retardo (1 bit) - normal ou baixa Throughput (1 bit) - normal ou alto Confiabilidade (1 bit) normal ou alta

Campos datagrama IP Comprimento total é o comprimento do segmento, medido em octetos, incluindo cabeçalho e dados. Identificação é um campo usado para correlacionar os segmentos de um datagrama. Flag é um campo de 3 bits que contem uma indicação de não-segmentação ou um de que há mais segmentos subsequentes. Posição indica a posição do segmento em relação ao inicio dos dados existentes no datagrama original.

Campos datagrama IP Tempo de existência (Time to Live) varia de 0 a 255 seg e indica o tempo máximo de trânsito de um datagrama. Cada gateway na Internet reduz este tempo de 1 seg ou do tempo decorrido desde que o último gateway o processou (se este valor é conhecido através de uma opção de agregação de hora ao datagrama IP). Quando o tempo de existência chega a zero o datagrama é descartado.

Campos datagrama IP Checksum do cabeçalho e o complemento para 1 da soma de todas as palavras de 16 bits no cabecalho, não incluindo o próprio checksum. Originador e Destinatário são enderecos de 32 bits. Cada endereço Internet começa com um endereço de sub-rede (8 bits) e um endereço local (24 bits).

Campos datagrama IP Opções é um campo de comprimento variável para uso entre as sub-redes participantes. Neste campo podem ser incluidas informações tais como: classificação em termos de segurança ou horário (time stamp). Enchimento (Padding) é usado para completar o campo Opções para formar 32 bits.

Mapeamento de endereços Nome: penta Número IP: 143.54.1.20 Endereço Ethernet: 09:00:2B:........ Para que uma máquina possa se comunicar com outra, precisa ser capaz de mapear nomes em endereços

Mapeamento de endereços físicos em endereços Internet Tabela estática preenchimento manual Resolução de endereço descoberta protocolo ARP-Adress Resolution Protocol pedido enviado por broadcast (fornece IP e quer Ethernet, por exemplo) resposta armazenada numa cache Comando arp -a apresenta a tabela cache

Protocolos ARP e RARP Mensagens encapsuladas num datagrama IP ARP: dado um endereço IP obter o correspondente endereço Ethernet para poder enviar um datagrama RARP: Uma estação diskless temm apenas seu endereço Ethernet quando da boot e precisa ser informada sobre o endereço IP que ela deve usar

Exemplo penta% arp -a vortex (143.54.1.7) at aa:0:4:0:c3:b9 tchepoa (143.54.1.9) at 0:0:c:3:26:3 penta% ping asterix asterix.ufrgs.br is alive darwin (143.54.1.176) at 8:0:20:10:ad:72 asterix.ufrgs.br (143.54.1.8) at 0:0:92:80:2f:be

Reverse ARP Quando é necessário descobrir o endereço IP para uma máquina diskless pode ser usado o protocolo RARP (Reverse Address Resolution Protocol) Analogia: É como se alguém perguntasse num restaurante cheio: “Alguém por ai pode me dizer meu telefone?” Alguém responde: “Claro, é 9999-12-34” RARP é enviado em broadcast Um RARP server responde arquivo /etc/ethers é usado em ambiente UNIX para estes mapeamentos

Mensagens de controle O protocolo ICMP também é encapsulado nos datagramas IP e é usado quando ocorrem alguns problemas ou para teste. Alguns comandos podem ser estimulados por programas utilitários, como o ping penta% ping asterix asterix.ufrgs.br is alive

ICMP-Internet Control Message Protocol Campo protocolo de um datagrama IP contem o valor 1 Diversos tipos de mensagens de controle Destinatario não pode ser alcancado Tempo excedido Parâmetro com problema Dispositivo refreando (Source quench) Redirecionamento Eco/resposta do eco Hora/resposta com hora Pedido/resposta de informação Pedido/resposta máscara de endereço

Mapeamento de nomes em endereços Internet Os computadores conectados à rede recebem nomes penta.ufrgs.br tchepoa nic.ddn.mil O mapeamento dos nomes para os endereços Internet pode ser feitos de várias maneiras: manualmente preenchendo uma tabela /etc/hosts dinamicamente mediante consulta a um servidor de nomes

Mapeamento de nomes em IP NIS-Network Information System também conhecido como Yellow Pages (YP) originalmente desennvolvido pela SUN aplicação que armazena suas informações em uma tabela máquinas são organizadas em grupos lógicos denominados domínios cada domínio tem um servidor mestre que armazena todos os dados servidores escravos podem opcionalemnte conter cópias dos dados

Consulta ao servidor de nomes clientes consultam os servidores para obter o mapeamento cada novo host adicionado na rede deve ser registrado no servidor (nome e IP) requer arquivos de configuração e deamons especiais

Mapeamento de nomes em IP DNS-Domain Name System prove um sistema hierárquico global de nomeação sistema totalmente distribuído cada servidor mestre contem toda a informação concernente a seu domínio Pode-se consultar o DNS usando o utilitário nslookup em ambiente UNIX

Exemplos penta% nslookup Default Server: vortex.ufrgs.br Address: 143.54.1.7 > penta Server: vortex.ufrgs.br Name: penta.ufrgs.br Address: 143.54.1.20 > bugiu *** vortex.ufrgs.br can't find bugiu: Non-existent domain Address: 143.54.2.20

> bugiu.inf.ufrgs.br Server: vortex.ufrgs.br Address: 143.54.1.7 *** No address information is available for bugiu.inf.ufrgs.br > bugio.inf.ufrgs.br Name: bugio.inf.ufrgs.br Address: 143.54.10.3

> 143,54,2,6 Name: tripoli.if.ufrgs.br Address: 143.54.2.6 > fapq.fapesp.br Server: vortex.ufrgs.br Address: 143.54.1.7 Non-authoritative answer: Name: fapq.fapesp.br Address: 143.108.10.2 > nic.ddn.mil Name: nic.ddn.mil Address: 192.112.36.5

Mapeamento de nomes em IP A tradução de nomes em números IP pode ser invocada automaticamente quando um programa faz referência a um nome. Isto é função do name resolver Se um sistema não tiver um name resolver, precisa ter uma tabela de hosts (host table) para consultar Pode existir um sistema que tenha host table (para os nomes locais mais usados) e name resolver (para os demais)

Domain Name Service (DNS) (1) Name Query “Sun_Server” TELNET Sun_server (2) Query Response “198.1.1.1” (3) Connection Servidor de nomes 110001 101010 198.1.1.2 198.1.1.1 Banco de dados contendo o mapeamento para Sun_Server 198.1.1.1 Resolvedor de DNS Prove um serviço de conversão de nomes em endereços Ip para TCP/IP. Três componentes Um servidor de nomes um resolvedor de nomes banco de dados

Estrutura do DNS Estrutura hiarárquica Cada nível prove definições adicionais Cada ramo é denominado um nível (63 caracteres de comprimento) O registro Internet provê unicidade nos nomes Um domínio é atribuído e pode ser posteriormente definido no local onde é usado

Componentes do DNS Domain Name Space e registros de recursos Servidores de nome Resolvedores

Estrutura dos Domínios Root Server com edu com gov mil net .firm .arts .nom .rec .info .web .store Outros top-level domains (TLDs) tem sido propostos e adotados pelos ccTLD (Country code Top Level Domain) No Brasil o registro no domínio .br é feito pela FAPESP por delegação do Conitê Gestor Internet/BR http://www.cg.org.br

server for other domains Servidores de nome Upstream name server for other domains graydon.com vax. mail. host. Database file marketing zone .marketing.graydon.com vax 192.32.1.15 mail MX vax host 192.32.1.17 .engineering.graydon.com engineering zone hr zone .hr.graydon.com manufacturing zone .manufacturing.graydon.com

Name Servers (continued) Query “labhost.bnr.ca.us” Root server Referral to us server Query “labhost.bnr.ca.us” Consulta “labhost.bnr.ca.us” .us server Referral to ca.us server Query “labhost.bnr.ca.us” Name Server .ca.us server Endereço IP de “labhost.bnr.ca.us” Referral to bnr.ca.us server Query “labhost.bnr.ca.us” bnr.ca.us server IP address of “labhost.bnr.ca.us”

Tipo de funções de consulta Query “Host” Response “Can’t find it” Query “Host.jj.com” Root server jj.com Name Server Response “IP Address” host.jj.com jj.com Dois tipos de consultas: recursiva e iterativa. Recursão significa que o servidor deve encontrar a resposta ou retornar um código de erro O resolvedor é um exemplo de consulta recursiva Iteração permite ao servidor retornar a melhor informação conhecida Servidores são exemplos tanto de recursão quanto de iteração

Examplo de banco de dados DNS Registros no bando de dados incluem: A–endereço IP de hosts PTR–nome do domínio do host CNAME–nome canônico do host, host identificado por um outro nome de domínio MX–intercambiador de correio eletrònico NS–servidores de nome SOA–Indica autoridade para o domínio TXT–registro com texto genérico SRV–registro de localização de serviço RP–nome textual da pessoa responsável pelo DNS do domínio

SOA Record Name server for domain Authoritative for domain Naugle.com IN SOA ns1.Naugle.com. Matt.NT1Server.Naugle.com. ( 1567 ;Serial 18000 ;Refresh after five hours 3600 ;Retry after 1 hour 604800 ;Expire after one week 86400) ;Minimum TTL of 1 day Information for the secondary server Person responsible

Name Server Records Naugle.com. IN NS ns0.Naugle.com.

Address Records LocalHost.Naugle.com. IN A 127.0.0.1 DatabaseServer.Naugle.com. IN A 128.1.1.1 HRServer.Naugle.com. IN A 128.1.15.1 EngServer.Naugle.com. IN A 128.1.59.150 NS0.Naugle.com. IN A 128.1.1.2 NS1.Naugle.com. IN A 128.1.15.2 NS2.Naugle.com. IN A 128.1.16.190 NS3.Naugle.com. IN A 128.1.59.100 NS4.Naugle.com. IN A 128.1.59.101 ;Aliases NT1.Naugle.com. IN CNAME DBServer.Naugle.com NT2.Naugle.com. IN CNAME HRServer.Naugle.com.

Mail Exchange Records (MX) engineering.naugle.com. IN MX 5 mail.naugle.com. engineering.naugle.com. IN MX 5 mail1.naugle.com. engineering.naugle.com. IN MX 10 mail2.naugle.com.

Usando o banco de dados nslookup <domain name> <IP Address> www.registro.br Pode ser usado para ver se um nome de domínio já está atribuído

Comando WHOIS Possibilita obter mais informação sobre nomes de domínios, redes etc “whois ascend.com” (without the quotes). Details Ascend.com domain such as: Administrative contact (who to call) Domain servers Can determine IP address blocks. WHOIS net 192.1 BBN Corporation NETBLK-BBN-CNETBLK BBN-NCETBLK 192.1.0.0-192.1.255.255

Mais informação sobre DNS 2136 PS: P. Vixie, S. Thomson, Y. Rekhter, J. Bound, “Dynamic Updates in the Domain Name System (DNS UPDATE)”, 04/21/97 (26 pages). 2137 PS: D. Eastlake, “Secure Domain Name System Dynamic Update,” 04/21/97 (11 pages) (.txt format). 1996 PS: P. Vixie, “A Mechanism for Prompt Notification of Zone Changes (DNS NOTIFY),” 08/28/96 (7 pages) (.txt format). 1995 PS: M. Ohta, “Incremental Zone Transfer in DNS”, 08/28/96 (8 pages) (.txt format). http://penta.ufrgs.br/rc952/trab1/dns.html www.isc.org DNS and BIND Book by Paul Albitz and Cricket Liu - ISBN 1-56592-236-0