Redes Revisão 7,8,9 Professor: Marcelo Maia

Protocolos de Comunicação A função do Protocolo é a de permitir a comunicação entre dois equipamentos distintos. Podemos então definir protocolo como um conjunto de regras e convenções que permitem a comunicação entre dois equipamentos distintos. Ou seja, que governam a conversação de processos de uma camada. Linguagem universal Protocolo TCP/IP Camadas

Protocolo Numa comunicação de dados existem as seguintes fases: - estabelecimento - inicialização ou controle - tráfego - encerramento.

Protocolo Os protocolos tem como funções básicas: - endereçamento - estabelecimento de conexão - confirmação de recebimento - controle de erro - retransmissores - controle de fluxo.

Principais Protocolos TCP/UDP (Rede Windows) - camada fim a fim, isto é, a entidade desta camada só se comunica com a sua entidade par do host destinatário. IPX/SPX (Rede Novel) – era tão importante quanto o TCP/IP. Era utilizado em redes controladoras pelo sistema operacional Netware de propriedade da Novell e dominava o mercado a alguns anos atrás. NETBEUI (Rede Windows) – Propriedade da microsoft trabalha com 5 camadas do modelo OSI, permite que programas utilizem uma linguagem comum para acessarem a rede, independentemente do produto que está instalado na máquina)

Principais Protocolos ICMP – fornece mecanismos para reporte de erros, fazendo com que “Gateways”, possam informar ao host originador da requisição, a ocorrência de algum erro. IP – (camada Internet, é responsável pelo endereçamento, roteamento e controle de envio e recepção.) ISDN - Integrated Services Digital Network, rede digital de serviços integrados. Protocolo de comunicação, oferecido por empresas de telefonia, que permite que redes de telefone transportem tráfegos de dados, voz e de outras origens.

Principais Protocolos SMTP (permite o envio de mensagem) POP3 (permite receber mensagem) FTP (Download), HTTP (permite mostrar páginas da Web) TELNET (conexão remota a um servidor) PPP (POINT-TO-POINT) FRAME RELAY

Protocolo TCP/IP O TCP/IP é de fato o padrão das comunicações de internetworks e serve como protocolo de transporte para a Internet, permitindo a comunicação de milhões de computadores no mundo todo. O TCP/IP é uma referência útil na compreensão de outros protocolos porque inclui elementos que são representativos de outros protocolos. O TCP/IP é importante porque o roteador o usa como uma ferramenta de configuração.

Protocolo TCP/IP Datagrama IP VERS -- número da versão • HLEN -- extensão do cabeçalho, em palavras de 32 bits • Tipo de serviço -- como o datagrama deve ser tratado • Tamanho total -- extensão total (cabeçalho + dados) • Identificação, flags, flag offset -- fornece a fragmentação de datagramas para permitir a diferenciação de MTUs na internetwork • TTL -- Time-To-Live

Protocolo TCP/IP Datagrama IP Protocolo -- o protocolo da camada superior (camada 4) enviando o datagrama • Checksum de cabeçalho -- uma verificação da integridade no cabeçalho • Endereço IP de origem e endereço IP de destino -- endereços IP de 32 bits • Opções IP -- teste de rede, debugging, segurança e outras opções

Protocolo TCP/IP Em um ambiente TCP/IP, as estações finais se comunicam com os servidores ou com outras estações finais. Isso pode ocorrer porque cada nó que usa o conjunto de protocolos TCP/IP tem um endereço IP lógico e exclusivo de 32 bits.

Modelo de Referência: IEEE Breve Histórico: O padrão Ethernet surgiu em 1972 nos laboratórios da Xerox com Robert Metcalfe e David Boggs. Com uma rede onde todas as estações compartilhavam do mesmo meio de transmissão, um cabo coaxial; a configuração utilizada para esta conexão foi a de barramento, utilizava uma taxa de transmissão de 2,94 Mbps.

Ethernet Depois Bob Metcalfe fundou a 3COM e popularizou a Ethernet como um padrão para diversos fabricantes de equipamentos e cabeamentos de rede; Sua padronização definitiva através do IEEE ocorreu em 1982, possuindo então 10 Mbps; Seu protocolo de acesso foi o CSMA/CD e seu padrão foi intitulado IEEE 802.3. O sub-comitê IEEE 802.3, especificou uma rede: Com topologia em barra (bus), Utilizando o protocolo de acesso CSMA/CD, Padrão inspirado no projeto ETHERNET.

Ethernet Inicialmente o padrão IEEE 802.3 utilizava o cabo coaxial grosso, depois evoluíram para o cabo coaxial fino; Depois surgiram os pares trançados sem blindagem e com blindagem; E finalmente surgiram as fibras óticas; Redes com cabeamento par trançado se tornaram as mais utilizadas juntamente com o protocolo CSMA/CD; E com isso vários fabricantes passaram a construir seus equipamentos de rede em cima desta tendência.

Ethernet - Características Gerais A Ethernet é um padrão de camada física e camada de enlace, opera à 100 Mbps, com quadros que possuem tamanho entre 64 e 1518 bytes. O endereçamento é feito através de uma numeração que é única para cada host com 6 bytes sendo os primeiros 3 bytes para a identificação do fabricante e os 3 bytes seguintes para o número seqüencial da placa. Esta numeração é conhecida como endereço MAC – Media Access Control. A sub-camada MAC, pertencente a camada 2 da pilha de protocolos OSI, controla a transmissão, a recepção e atua diretamente com o meio físico, conseqüentemente cada tipo de meio físico requer características diferentes da camada MAC.

Ethernet As caracterísitcas da camada de MAC: - Modo de transmissão half-duplex, evoluindo para full-duplex; - Encapsulamento dos dados vindos das camadas superiores; - Desencapsulamento dos dados indo paras as camadas superiores; - Transmissão dos quadros; - Recepção dos quadros.

Formato e Transmissão em LANs Ethernet Abaixo as diferenças e entre os quadros dos padrões Ethernet e IEEE 802.3: Quadro Ethernet Preambulo Endereço Destinatário Endereço Origem Tipo Dados FCS IEEE 802.3 Preambulo sfd Endereço Destinatário Endereço Origem Tamanho Dados FCS

Formato e Transmissão em LANs Ethernet Quadro Ethernet Preambulo Endereço Destinatário Endereço Origem Tipo Dados FCS As funções do quadro acima são: Preâmbulo: é formado por 64 bits e inicia o quadro ethernet, composto por 0s e 1s ele permite ao destinatário sincronizar o quadro enviado pelo remetente; Endereço do destinatário e origem: são campos de 48 bits e contém os endereços físicos do destinatário e do remetente respectivamente, a primeira metade identifica o fabricante e a segunda a placa; Tipo: possui 2 bytes de tamanho e permite que o equipamento transmissor indique que protocolo está sendo usado; Dados: contém os dados que estão sendo enviados; FCS: realiza a verificação de erros através do CRC.

Formato e Transmissão em LANs Ethernet Quadro IEEE 802.3 Preambulo sfd Endereço Destinatário Endereço Origem Tamanho Dados FCS As funções do quadro acima são: Preâmbulo: idem slide anterior ; SFD (Start of Frame Delimiter): responsável por indicar o início do quadro; Endereço do destinatário e origem: idem slide anterior ; Tamanho: indica quantos bytes ocupa o campo dados, o limite está entre 0 e 1500. O padrão indica 46 bytes como o mínimo para que uma colisão seja detectada com mais facilidade. Dados: idem slide anterior ; FCS: idem slide anterior .

Evolução Ethernet Ethernet : 10 Mbps, e transmite em half-duplex, utiliza cabo coaxial grosso, fino ou par trançado Fast Ethernet: 100 Mbps, e transmite em half-duplex e full-duplex, utiliza par trançado Gigabit Ethernet: 1 Gbps, e transmite em half-duplex e full-duplex, utiliza par trançado 10 Gigabit Ethernet: 10 Gbps, somente em full-duplex, utiliza somente fibra ótica

10 Gigabit Ethernet O perfil de utilização do padrão “10 gigabit ethernet” é mais abrangente do que do “ethernet”, uma vez que o ethernet está limitado a redes locais enquanto que o 10 gigabit ethernet abrange desde redes locais à redes metropolitanas. Alguns exemplos, além da sua utilização em redes locais, são:

10 Gigabit Ethernet A utilização para enlaces de redes metropolitanas dos padrões “gigabit ethernet” e do “10 gigabit ethernet” fez deles novos concorrentes nesta área, sua utilização tem várias vantagens, tais como: menor curva de aprendizagem, menores investimentos.

Protocolo para Ethernet Dois métodos de controle de acesso ao meio emergiram: os baseados em contenção, onde todas as estações disputam o acesso ao meio de transmissão; os baseados em acesso ordenado sem contenção, onde cada estação deve esperar sua vez exclusiva de acesso ao meio de transmissão. Dos protocolos realizados em contenção, o mais utilizado é o Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection - CSMA/CD.

O Protocolo CSMA/CD e a rede Ethernet  A detecção de colisões, Collision Detection, é realizada durante a transmissão das estações através de escuta do canal por parte das mesmas. Nessa situação, a primeira estação a detectar a colisão, transmite imediatamente um sinal de congestionamento (jamming) para que todas as outras estações em operação, tomem conhecimento da mesma. As estações que tiveram suas mensagens colididas, abortam suas transmissões e esperam um tempo aleatório para tentar novamente. O protocolo CSMA/CD é o método de acesso implementado pela rede local ETHERNET. Ethernet

Classes de IP Classe A (o 1º nº identifica a rede e os 3 nºs subsequentes indicam a máquina) Intervalo Mais Baixo: 1.0.0.0 Intervalo Mais Alto: 126.0.0.0 Máscara da Sub-rede: 255.0.0.0 Classe B (os 2 primeiros nºs identificam a rede e os dois demais indicam a máquina) Intervalo Mais Baixo: 128.1.0.0 Intervalo Mais Alto: 191.255.0.0 Máscara da Sub-rede: 255.255.0.0 Classe C (os 3 primeiros nºs identificam a rede, o último nº indica a máquina) Intervalo Mais Baixo: 192.0.1.0 Intervalo Mais Alto: 223.255.255.255 Máscara da Sub-rede: 255.255.255.0

Exemplo de IP Classe A Exemplo: IP - 10.10.0.1 Máscara - 255.0.0.0 (fixa) Classe B Exemplo: IP - 128.168.0.1 Máscara - 255.255.0.0 (fixa) Classe C Exemplo: IP - 192.168.0.1 Máscara - 255.255.255.0 (fixa)

Portas Se você quisesse colocar um servidor de homepage e um servidor de jogos em um host tendo um só endereço IP seria impossível. Como o cliente saberia identificar qual dos servidores precisa se conectar? Para isso criaram as portas. Elas identificam conexões utilizando números de 0 a 65536. Alguns serviços já possuem até suas portas padrões, como é o caso do Telnet (porta 23), FTP (porta 21), SMTP (porta 25). POP3 (porta 110) , HTTP (80)

Detalhes sobre a estrutura da rede ❒ Borda da rede: - aplicações - hospedeiros ❒ núcleo da rede: - roteadores - rede de redes ❒ redes de acesso, meios físicos: - enlaces de comunicação

A borda da rede: ❒ sistemas terminais: - executam aplicações - p.ex. WWW, correio na “borda da rede” ❒ modelo cliente/servidor - cliente solicita, recebe serviço do servidor - p.ex., cliente WWW (browser)/ servidor; cliente/servidor de correio

Borda da rede: serviço orientado a conexão

Borda da rede: serviço sem conexão

Núcleo da Rede

Núcleo da Rede: comutação de circuitos

Núcleo da Rede: comutação de circuitos

Núcleo da Rede: comutação de pacotes

Núcleo da rede: comutação de pacotes

Comutação de pacotes X comutação de circuitos

Comutação de pacotes X comutação de circuitos

Redes de pacotes: roteamento