Arquitetura Tcp/IP Roteamento IP Abril/2017 Prof. Mauro Mendes Tcp/Ip

Apresentação em tema: "Arquitetura Tcp/IP Roteamento IP Abril/2017 Prof. Mauro Mendes Tcp/Ip"— Transcrição da apresentação:

1 Arquitetura Tcp/IP Roteamento IP Abril/2017 Prof. Mauro Mendes Tcp/Ip
Purpose: This chapter introduces access lists and then emphasizez IP access lists. Timing: This chapter takes about 2 hours to cover. Contents: The major sections of this chapter are: An overview of access lists and why to use them Access list functions and operation TCP/IP access lists Standard IP access lists Controlling vty access with access class entries Extended IP access lists Laboratory exercise Transition: The following section contains the chapter objectives Tcp/Ip

2 Roteamento RC RA RB RC Tcp/Ip
.1 .2 .1 .2 .1 .2 RA RB .1 500K S0 .1 .2 .2 .1 S1 S1 .2 4M 4M RC .2 .1 Roteamento é o mecanismo através do qual duas máquinas em comunicação “acham” e usam um caminho ótimo (o melhor) através de uma rede. O processo envolve: Determinar que caminhos estão disponíveis Selecionar o melhor caminho para uma finalidade particular; Usar o caminho para chegar aos outros sistemas; Ajustar o formato dos dados (datagramas) às tecnologias de enlace disponíveis - Toda a tarefa de roteamento é executada pela camada de Rede (Internet no Tcp/IP) Tcp/Ip

3 Roteamento 2M 2M RC .1 .2 .1 .2 .1 .2 RA RB .1 500K S0 .1 .2 .2 .1 S1 S1 .2 4M 4M RC .2 .1 O processo de roteamento utiliza um algoritmo de roteamento que usa como entradas o endereço IP de destino do pacote e a tabela de roteamento, que informa os melhores caminhos para a rede de destino. A saída do algoritmo de roteamento é o melhor caminho No roteamento IP (da Internet), para cada pacote é executado o algoritmo de roteamento para escolha do melhor caminho, essa modalidade é conhecida como datagrama. Já no circuito virtual usado em outros protocolos, como o X25, o caminho dos pacotes é escolhido na abertura da conexão e a partir daí todos os pacotes seguem o mesmo caminho. Tcp/Ip

4 Roteamento direto e indireto
p1 Rede p1 p1 p2 Rede p3 R1 Z p1 R4 B R2 Roteamento Direto: Aplica-se para 2 equipamentos na mesma rede (A e B no exemplo) Não precisa do default gateway (roteador padrão) Apenas um pacote é necessário para entrega direta Roteamento InDireto: Aplica-se para 2 equipamentos em redes diferentes (A e Z no exemplo) Precisa do default gateway (roteador padrão) para encaminhar O roteamento é indireto porque não é direto, precisa de intermediários (roteadores) para entrega do pacote ao destino final São gerados vários pacotes até a entrega final (indireta) Os pacotes variam os endereços de enlace que refletem a comunicação entre nós adjacentes. Os endereços de rede (IP) permanecem inalterados pois são fim a fim p1 p1 p2 p3 Tcp/Ip

5 Como o Tcp/Ip sabe se deve aplicar o roteamento direto ou indireto?
De para ? Aplica-se roteamento indireto De para ? Aplica-se roteamento direto De para – Roteamento direto ou indireto? Tcp/Ip

6 De 10.1.0.1 para 10.2.0.1? Roteamento direto ou indireto?
Depende da máscara de rede utilizada Se a máscara for aplica-se roteamento direto Se a máscara for aplica-se roteamento indireto Tcp/Ip

7 Formato do Datagrama IP
32 bits Ver são Tam Cab Priori dade Linhas de 4 bytes TamTotal deslocamento Identificação flgs time to live proto- colo Check erro Cabeçalho IP Veja que a máscara de subrede não está no cabeçalho IP endereço IP de origem endereço IP de destino Opções (se houver) Dados (tamanho variável, segmento TCP ou UDP, ou mensagem Icmp) Dados Tcp/Ip

8 Roteamento IP Algoritmo de Roteamento Melhor caminho
Como mostra o slide anterior o cabeçalho IP do pacote não tem a informação da máscara Também como visto anteriormente o roteamento é baseado no algoritmo de roteamento e suas entradas são a tabela de roteamento e o endereço Ip de destino É na tabela de roteamento que a máscara aparece e influencia o roteamento Pacote ( ) Algoritmo de Roteamento Melhor caminho Tabela de roteamento Destino Mascara Gateway Direta Tcp/Ip

9 ALGORITMO DE ROTEAMENTO
Dada a tabela de roteamento e um datagrama a ser encaminhado (roteado) - Extrair o endereço IP destino (IP-dest) do datagrama - Para cada entrada i da tabela de roteamento (Di, Mi, Ri): - Calcular o endereço IP da rede destino (IPR-dest) fazendo IPR- dest = IP-dest AND Mi - Se IPR-dest = Di, encaminhe o datagrama para o roteador Ri; Se não encontrar nenhuma alternativa para encaminhamento do datagrama, declare "Erro de Roteamento". Tcp/Ip

10 Exemplo Execução Algoritmo De Roteamento
Ping Pacote: para (Roteamento direto) .3 .1 .2 Rede Tabela Roteamento no host Destino(D) Mascara(M) Gateway(G) Iprdest=ipdest(AND)mascara(i) Direta Iprdest= (AND) = - Extrair o endereço IP destino (IP-dest) do datagrama (Ipdest= ) - Para cada entrada i da tabela de roteamento (Di, Mi, Ri): - Calcular o endereço IP da rede destino (IPR-dest) fazendo IPR- dest = IP-dest AND Mi (Resultado= ) - Se IPR-dest = Di, encaminhe o datagrama para o roteador Ri (Como deu igual, o pacote vai ser entregue direto, o gateway é a própria interface do equipamento ligada à rede) Tcp/Ip

11 Exemplo Execução Algoritmo De Roteamento
Ping Pacote: para (Roteamento indireto) .1 .2 .1 Tabela Roteamento no host Destino Mascara Gateway Iprdest=ipdest(AND)mascara(i) Direta Iprdest= (AND) = Iprdest= (AND) = - Extrair o endereço IP destino (IP-dest) do datagrama (Ipdest= ) - Para cada entrada i da tabela de roteamento (Di, Mi, Ri): - Calcular o endereço IP da rede destino (IPR-dest) fazendo IPR- dest = IP-dest AND Mi (Resultado= ) - Se IPR-dest = Di, encaminhe o datagrama para o roteador Ri (Como deu diferente, o algoritmo passa para a próxima entrada da tabela, nesta o resultado fica igual a entrada D(2), logo ele despachará o pacote pelo gateway , que é o roteador padrão (default gateway) da rede Tcp/Ip

12 ENTRADAS NA TABELA DE ROTEAMENTO
Códigos de carga das tabelas IP rede destino (D) Máscara de rede (M) IP do roteador (R) Interface de saída Distância administrativa Métrica C (Conectada) Diretamente conectada E0 1 S2 R (Rip) 120 S S0 Exemplo de display da tabela no roteador através do comando show ip route C is directly connected, Ethernet0 R [120/1] via , 00:00:07, Serial2 C is directly connected, Serial2 R /24 [120/2] via , 00:00:07, Serial2 Cada entrada especifica uma rede destino, a máscara de rede usada e o próximo roteador a ser usado para se chegar à rede destino; Para redes diretamente conectadas, o endereço IP do roteador destino é o endereço da interface de conexão à rede; Algumas entradas podem especificar (ocasionalmente) o endereço IP de uma máquina destino; É comum a existência de uma rota "default” para a rede destino, cujo roteador indicado deve receber o datagrama cujo endereço destino não pertença a nenhuma das redes destino registradas na tabela. É representada por destino= , máscara= Tcp/Ip

13 5. EXEMPLO DE TABELA DE ROTEAMENTO
Tcp/Ip

14 6. INICIALIZAÇÃO E MANUTENÇÃO DE TABELAS DE ROTEAMENTO
As tabelas de roteamento são inicializadas a partir de arquivos de configuração; Em redes de pequeno porte, a manutenção das mesmas (inclusão, alteração e exclusão de rotas) pode ser feita manualmente pelo administrador da rede; nesse caso diz-se que o roteamento é feito de forma estática; Em redes de porte maior, manter tabelas de roteamento manualmente torna-se um trabalho bastante complexo e extremamente sujeito a erros; para resolver o problema recorre-se ao uso de mecanismos que permitem a manutenção automática das tabelas de roteamento; nesse caso diz-se que o roteamento é feito de forma dinâmica; Exemplo de uma rota estática Exemplo considerando a rede para o Roteador A Ip route No exemplo acima para atingir uma rede destino X, indicamos o próximo salto através da indicação da interface do roteador mais próximo. Tcp/Ip

15 Exemplo de Rota Default (Padrão)
O roteamento dinâmico é viabilizado através do uso de protocolos de roteamento dinâmico que se responsabilizam por propagar e manter as tabelas de roteamento entre um conjunto de roteadores. Tcp/Ip

16 Enlace Origem Enlace Destino
ROTEAMENTO DIRETO ARP (Address Resolution Protocol-Protocolo de Resolução de Endereços) Para fazer a transmissão do pacote de A para B, os endereços de origem de enlace e rede são obtidos da própria configuração da máquina Rede Para montar o endereço de destino da camada de rede, essa informação pode ser obtida da aplicação (ping no exemplo) em execução. P1 P1 A B Mas e o endereço de enlace de destino, como obtê- lo? Ping Enlace Rede Enlace Origem Enlace Destino IP Origem IP destino ,????????????? HOST A Ip / Mac HOST B Ip / Mac Tcp/Ip

17 ARP Rede Host A Ip / Mac P1 P1 A Host B Ip / Mac B Ping Enlace Rede Enlace Origem Enlace Destino Protocolo IP Origem IP destino ,FF-FF-FF-FF-FF-FF ARP-Pergunta , ARP-Reply , Pacote ARP-Pergunta (Request): Mensagem de Broadcast para todos as máquinas da Rede perguntando pelo endereço MAC (enlace) de um determinado endereço IP Para evitar novos broadcasts a informação descoberta é guardada no Cache do ARP Tcp/Ip

18 Get index.htm (Método Http)
Transmissão usando Roteamento direto (mesma Rede) Com Switches Tabela de Portas Switch 0= = = = Rede Host A Ip / Mac P1 P1 A B Host B Ip / Mac Montando o pacote (P1) para transmissão , Enlace , Internet 1032,80 (Portas) Seq=100 Transporte Get index.htm (Método Http) Aplicação Tcp/Ip

19 Enlace Origem Enlace Destino
ARP (Address Resolution Protocol-Protocolo de Resolução de Endereços) Para fazer a transmissão do pacote de A para B, os endereços de origem de enlace e rede são obtidos da própria configuração da máquina Rede Para montar o endereço de destino da camada de rede, essa informação pode ser obtida da aplicação (ping no exemplo) em execução. P1 P1 Mas e o endereço de enlace de destino, como obtê- lo? A B Ping Enlace Rede Enlace Origem Enlace Destino IP Origem IP destino , ?????????? Host A Ip / Mac Host B Ip / Mac Tcp/Ip

20 ARP (Address Resolution Protocol) Protocolo de resolução de endereço
Host A Ip / Mac Rede P1 P1 A Host B Ip / Mac B Arp Ping Enlace Rede Enlace Origem Enlace Destino Type (*) IP Origem IP destino Cod.Op.Arp ,FF-FF-FF-FF-FF-FF ARP-Request , ARP-Reply , Pacote Ping ARP-Pergunta (Request): Mensagem de Broadcast para todos as máquinas da Rede perguntando pelo endereço MAC (enlace) de um determinado endereço IP IP Para evitar novos broadcasts a informação descoberta é guardada no Cache do ARP Tcp/Ip

21 ??? Roteamento direto : Ping do PC0 para o PC2
Montando os dados do Ping Pacote Camada de Enlace Camada Arp/IP Mac Origem Mac Dest Tipo Ip origem Ip destino Cod.Ope. Arp Pergunta ARP Resposta ARP Ping 343d ??? 08-00 Xxxxxxxxxxx Tcp/Ip

22 ??? Roteamento direto : Ping do PC0 para o PC2
Resolvendo a interrogação – Requisição ARP para descobirir o MAC do PC2 Pacote Camada de Enlace Camada Arp/IP Mac Origem Mac Dest Tipo Ip origem Ip destino Cod.Ope. Arp Pergunta ARP 343D FF-FF-FF- FF-FF-FF 08-06 01 Resposta ARP Ping 343d ??? 08-00 Xxxxxxxxxxx Tcp/Ip

23 ??? Roteamento direto : Ping do PC0 para o PC2
Resposta da requisição ARP Pacote Camada de Enlace Camada Arp/IP Mac Origem Mac Dest Tipo Ip origem Ip destino Cod.Ope. Arp Pergunta ARP 343D FF-FF-FF-FF- FF-FF 08-06 01 Resposta ARP 865D 02 Ping 343d ??? 08-00 Xxxxxxxxxxx Tcp/Ip

24 Roteamento direto : Ping do PC0 para o PC2
Com a resposta ARP, resolve-se a interrogação, monta-se o pacote do ping e solta na rede Importante: o cache do arp do PC1 será atualizado (IP e MAC) para evitar novo broadcast quando necessário transmitir para o PC2 Pacote Camada de Enlace Camada Arp/IP Mac Origem Mac Dest Tipo Ip origem Ip destino Cod.Ope. Arp Pergunta ARP 343D FF-FF-FF-FF- FF-FF 08-06 01 Resposta ARP 865D 02 Ping 343d ???=865D 08-00 Xxxxxxxxxxx Tcp/Ip

25 ??? Roteamento indireto : Ping do PC0 para o Server0
Montando os dados do Ping Pacote Camada de Enlace Camada Arp/IP Mac Origem Mac Dest Tipo Ip origem Ip destino Cod.Ope. Arp Pergunta ARP Resposta ARP Ping 343d ??? 08-00 Xxxxxxxxxxx Tcp/Ip

26 ??? ? Roteamento indireto : Ping do PC0 para o Server0
Resolvendo a interrogação – Requisição ARP para descobirir o MAC do PC2 Pacote Camada de Enlace Camada Arp/IP Mac Origem Mac Dest Tipo Ip origem Ip destino Cod.Ope. Arp Pergunta ARP 343D FF-FF-FF- FF-FF-FF 08-06 ? 01 Resposta ARP Ping 343d ??? 08-00 Xxxxxxxxxxx Tcp/Ip

27 ??? Roteamento indireto : Ping do PC0 para o Server0
Resolvendo a interrogação – Requisição ARP para descobirir o MAC do PC2 Pacote Camada de Enlace Camada Arp/IP Mac Origem Mac Dest Tipo Ip origem Ip destino Cod.Ope. Arp Pergunta ARP 343D FF-FF-FF- FF-FF-FF 08-06 01 Resposta ARP Ping 343d ??? 08-00 Xxxxxxxxxxx Tcp/Ip

28 Roteamento indireto : Ping do PC0 para o Server0
Com a resposta ARP, resolve-se a interrogação, monta-se o pacote do ping e solta na rede Importante: o cache do arp do PC1 será atualizado (IP e MAC) para evitar novo broadcast quando necessário transmitir para o Server0 usando o gateway RA Pacote Camada de Enlace Camada Arp/IP Mac Origem Mac Dest Tipo Ip origem Ip destino Cod.Ope. Arp Pergunta ARP 343D FF-FF-FF-FF- FF-FF 08-06 01 Resposta ARP c401 02 Ping 343d ???=C401 08-00 Xxxxxxxxxxx Tcp/Ip

29 Endereços de Enlace x Endereços de Rede
P1 P3 P2 P4 P4 P1 R1 R4 A Z A=>Z: , , , , 1032,80 (Portas) Seq=100 1032,80 (Portas) Seq=100 Get index.htm (Método Http) Get index.htm (Método Http) Host A Ip / Mac Roteador Roteador 1 (R1) Ip / Mac Roteador R Ip / Mac Host Z Ip / Mac Roteador Endereços de enlace mudam a cada transmissão refletindo os endereços dos nós adjacentes (vizinhos) Endereços de Rede não mudam durante todo o percurso, são fim a fim, refletem os endereços da origem e destino da comunicação Tcp/Ip

30 Rede Rede P1 P3 P2 P4 P4 P1 R1 R4 A Z Ping 4 1 2 3 Host A Ip= Mask Roteador Ip= Host Z Ip= Mask Roteador = Tabela de Rotas Destino Máscara Gateway Tabela de Rotas Destino Máscara Gateway Tabela de Rotas R CC Destino Máscara Gateway Interface Configuração do R EO (Ethernet 0) Ip= / Interface Serial Ip / Interface Serial Ip / Interface Serial Ip / C E C S C S C S2 6 R S0 5 Tcp/Ip

31 Tabela de Rotas no Roteador
Rede Rede Rede R4 Rede R1 Rede E0 R2 E1 Tabela de Rotas R CC Destino Máscara Gateway Interface Configuração do R EO (Ethernet 0) Ip= / E1 (Ethernet 1) Ip= / Interface Serial Ip / Interface Serial Ip / C E C E C S C S1 Rotas Estáticas (Administrador) S S S S1 Rotas Dinâmicas (Protocolos de Roteamento) O S0 Tcp/Ip