Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 2381 Redes de Computadores Encapsulamento - Protocolos IP - Internet Protocol.

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1 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 2381 Redes de Computadores Encapsulamento - Protocolos IP - Internet Protocol

2 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 2382 Por que Protocolos ? Comunicação básica de hardware: transferência de bits. Software de rede –gerencia detalhes de comunicação baixo nível –permite comunicação entre aplicativos Protocolo: conjunto de regras (formato de dados e ações) Software de protocolo.

3 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 2383 Por que Protocolos em Camadas? Dividir para conquistar Facilitar projeto, implementação e teste de protocolos aumenta flexibilidade Famílias de protocolos: protocolos projetados e implementados em conjunto cooperativos (e com finalidades específicas)

4 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 2384 O Modelo ISO-OSI OSI: Open Systems Intercommunication ISO: International Organization for Standardization –Proposto em 1974 –Sete camadas –Define as funções de cada camada –Não provê o software nem o hardware –Objetivo de estabelecer um padrão p/ fabricantes

5 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 2385 O modelo de Referência ISO em 7 camadas. Este modelo é uma ferramenta de auxílio no projeto de protocolos em camadas

6 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 2386 1) Camada Física Transmissão de bit por um canal de comum. Domínio de Engenheiro elétrico –Voltagem, nro de pinos, tipo de cabo –interfaces elétrica, etc.

7 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 2387 2) Camada Data Link Pega a seqüência de bits e a transforma em uma linha livre de erros de transmissão par a camada de rede. –Mensagem quebrada em frames de dados. –Controle de erros –frame de acknowledgement: biggybacking –Janelas deslizantes: sliding windows

8 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 2388 a) Começo da transmissão; b) após o acknowledgement de 2 pacotes; c) Após aknowledgement de 9 pacotes.

9 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 2389 a) Fluxo Stop-and-go; b) fluxo com sliding windows

10 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23810 3) Camada de Rede (Network) Como pacotes são roteados da fonte ao destino Fragmentação Remontagem ligação de redes heterogêneas.

11 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23811 4) Camada de Transporte (Transport) Recebe dados da camada de sessão e os divide em unidades menores para a camada de rede. –multiplexação/demultiplexação Orientada à conexão (ponto a ponto) Controle de Fluxo (congestionamento)

12 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23812 5) Camada de Sessão (Session) Sessão –login em um sistema remoto. –transferência de dados entre computadores Gerenciamento de token: evitar ambos os lados conversar simultaneamente Sincronização –quando cai a conexão, como retomá-la

13 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23813 6) Camada de Apresentação (Presentation) Sintática e Semântica da informação Define padrão para transferência de dados entre máquinas de diferentes fabricantes –ordem de bits.. (big-endian/ little-endian) Compressão e criptografia de dados

14 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23814 7) Camada Aplicativo (Application) Software aplicativo que usa serviços de rede –Cliente-Servidor, Banco de Dados, etc. –ftp, telnet, NFS, mail,DNS, etc.

15 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23815 ISO-OSI TCP/IP Física Data Link Rede Transporte Sessão Apresentação Aplicativo Ausentes Transporte Internet Interface de Rede

16 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23816 As fronteiras do modelo TCP/IP Aplicativo Transporte Internet Interface de Rede Software fora do SO Software dentro do SO Somente IP usado Endereço Físico Usado

17 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23817 A camada de Rede - Internet Roteador Rede Física Internet

18 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23818 O modelo de camadas TCP/IP Aplicativo Transporte IP Int. de Rede Aplicativo Transporte IP Int. de Rede IP Int. de Rede Host AHost B Roteador Rede Física ARede Física B Mensagens Idênticas Pacotes Idênticos Datagramas Idênticos Datagramas Idênticos Frames Idêndicos Frames Idêndicos

19 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23819 ENDEREÇAMENTO INTERNET 81624310 0 01 110 Classe A Classe B Classe C netid hostid

20 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23820 NOTAÇÃO DECIMAL PONTILHADA Faixa de Valores Decimais por Classe 10000000 00001010 00000010 00011110 128.10.2.30

21 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23821 Espaço de Endereçamento Nro de redes e hosts por rede em cada uma das três classes primárias de endereços IP

22 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23822 Exemplo de Endereçamento

23 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23823 Hosts com múltiplos Endereços IP: não identifica um computador Identifica uma conexão entre um computador e uma rede

24 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23824 Endereços Especiais

25 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23825 ARP: IP Endereço Físico Endereços IP: virtuais (software) Hardware não consegue localizar host utilizando o endereço IP ARP (Address Resolution Protocol) Resolução de Endereço: mapear endereço físico para endereço lógico

26 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23826 Como fazer ? 1) Pesquisa em tabelas.

27 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23827 Como fazer ? 2) Troca de Mensagens.

28 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23828 Formato da mensagem ARP

29 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23829 Enviando uma mensagem ARP Mensagem ARP encapsulada dentro de um frame Ethernet

30 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23830 IP - Protocolo Internet Sem Confiabilidade (Unreliable) Sem Conexão (connectionless) Maior Esforço (best-effort)

31 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23831 O que o IP não Gerencia Duplicação de Datagramas Entrega com atraso e/ou fora de ordem Corrupção de dados Perda de datagramas

32 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23832 Objetivos do Protocolo Internet Executa a função de roteamento. Define a unidade básica de endereçamento de dados (datagrama). Define um conjunto de regras para a entrega não-confiável de pacotes.

33 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23833 Endereço IP e Tabela de Roteamento

34 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23834 Formato do Datagrama IP vershlenservice typetotal length identificationfragment offsetflags time to liveprotocolheader checksum source ip address destination ip address ip optionpadding data 0481631

35 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23835 Conteúdo do datagrama 1 Vers: versão do protocolo IP (=4) Hlen: Comprimento do Cabeçalho (em palavras de 32 bits) Total Length: tamanho total do datagrama –medido em Octetos –Tam. Max. 2 16 = 65536 bytes (octetos)

36 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23836 Conteúdo do datagrama 2 Tipo do Serviço (Service Type) Precedência 0 1 2 3 4 5 6 7 DTRS/uso Precedência (0-7): importância de cada datagrama D: Baixo Delay T: Alto throughput R: Alta confiabilidade

37 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23837 Encapsulamento de Datagramas cabeçalho datagrama área de dados do datagrama cabeçalho frame área de dados do frame Ethernet: 1500 octetos FDDI: 4470 octetos

38 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23838 Fragmentação de Datagramas 1 Host A Rede 1 MTU = 1500 Host B Rede 3 MTU = 1500 Rede 2 MTU = 620 Roteador 1Roteador 2

39 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23839

40 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23840 Conteúdo do datagrama 2 Identification –valor único gerado pelo emissor e identifica cada fragmento do dadagrama Fragment Offset –especifica o offset do dado transportado Flags (3 bits) [2,1,0] –[0]: bit não fragmenta --- 0: SIM; 1: NÃO –2: bit mais fragmento. 0: último; 1: meio !

41 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23841 Fragmentação de Datagramas 3 cabeçalho datagrama dado 1 600 octetos dado 2 600 octetos dado 3 200 cabeçalho datagrama dado 1 600 octetos cabeçalho datagrama dado 2 600 octetos cabeçalho datagrama d 3 200 Fragmento 1 (offset 0) Fragmento 2 (offset 600) Fragmento 3 (offset 1200)

42 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23842 Perda de Fragmentos Fragmentos podem se atrasar –Guarda os fragmentos em RAM por um período –Vencido o tempo, os fragmentos são descartados Política do Tudo ou Nada

43 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23843 Conteúdo do datagrama 4 Time to Live (TTL) –quantos segundos um datagrama pode permanecer em uma internet. a) setar tempo máximo de vida na Internet. b) tempo: ao passar por um roteador, decrementa contador c) contador=0, roteador descarta datagrama.

44 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23844 Conteúdo do datagrama 5 Protocol –Especifica qual o protocolo da camada superior gerou o dado transportado pelo IP: TCP, UDP Header Checksum –garante a integridade do dados do cabeçalho

45 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23845 Conteúdo do datagrama 6 Endereços IP Source e Destination –Endereços IP do emissor e receptor, respectivamente. Data: Dados –tamanho depende do que está sendo enviado. Padding –garante tamanho do header como múltiplo de 32

46 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23846 Conteúdo do datagrama 7 IP OPTION (Opcional) Strict Source Route Loose Source Route Record Route Timestamp 0 codelengthpointer first ip address 8162431 oflow flags 28

47 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23847 IP Option: campo code Copy 0 1 2 3 4 5 6 7 Option Class Option Number Copia ou não as opções p/ os fragmentos (0: não copia; 1: copia) 0: controle de Rede e datagrama 2: Depuração e medições 1,3: reservados para uso futuro

48 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23848 IP Option:Class e Option No

49 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23849 Gravar Rota: Record Route 0 codelengthpointer primeiro end. IP 81624 segundo end. IP lista vazia de IPs Cada roteador adiciona seu IP à lista length: compr. total do options (+ 3 octetos): fixo Offset do próximo slot disponível

50 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23850 Rota Frouxa: Loose Route Rota Rígida: Strict Route 0 Code(37)lengthpointer end. IP do primeiro hop 81624 end. IP do segundo hop lista contém IPs de roteadores (hops) Nro não fixo de hops (frouxa) / Nro fixo (rígida) Testa desempenho de certas rotas

51 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23851 Opção Timestamp lista vazia de IPs Cada roteador adiciona seu IP e o TimeStamp TimeStamp: hora e data de manipulação oflow: nro de roteadores incapazes de fornecer dados Flags: (0: só timestamp - sem IP; 1: ambos) 0 Code(68)lengthpointer Primeiro end. IP 8162431 oflow flags 28 Primeiro Timestamp

52 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23852 Roteamento WANs Comutação de Pacotes (Packet Switching) Store and Forward Next -Hop Forwarding

53 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23853 Criando uma WAN

54 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23854 Endereços Físicos em uma WAN

55 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23855 Next-Hop Forwarding (Switch 2)

56 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23856 Abreviando

57 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23857

58 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23858 Rotas Default

59 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23859 Roteamento Direto Comunicação de A para B, por exemplo.

60 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23860 Roteamento Indireto Comunicação de A para E sempre que os nros das redes origem e destino não coincidem

61 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23861 Como Fazer Route add [ip_destino] [gateway] [metric] Adicionando informação de roteamento de A para C, em A. –route add 200.1.3.2 200.1.2.3 1 Não é necessário. default gatewayBasta configurar C como default gateway !

62 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23862 Default Gateway Endereço IP da máquina para a qual deve-se enviar todos os pacotes que não são destinados a um nó diretamente conectado a rede.

63 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23863 Roteamento Estático Rota pré-configurada que permanece sempre fixa (até ser manualmente alterada) Caso mais corriqueiro Automaticamente criada quando a interface é criada.

64 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23864 Roteamento Dinâmico Utiliza protocolos que alteram a tabela IGP (Interior Gateway Protocol) EGP (Exterior Gateway Protocol)

65 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 23865 Algoritmo de Roteamento RotearDatagrama(Datagrama, TabelaRoteamento Extrair endereço Ip destino, D, do dtgr e computar prefixo de rede N; Se N coincide c/ qq endereço diretamente conectado entregue o dtgr p/ D sobre esta rede (resolva o endereço, encapsule dtgr e envie-o no frame) senão Se a tabela contém uma rota (por host) para D envie o dtgr p/ o next hop especificado senão Se a tabela contém a rota p/ a rede N envie o dtgr p/ o next hop especificado senão Se a tabela contém uma rota default envie o dtgr p/ o roteador default senão declare um erro de roteamento !