Chamada de rede protocolo e endereço ip

Prévia do material em texto

13/04/2021 T006
https://sites.google.com/ulbra.br/G000012GS002/t006 1/30
CAMADA DE REDE: 
PROTOCOLO E 
ENDEREÇAMENTO IP
Prof. Alexandre Timm Vieira
 
https://sites.google.com/ulbra.br/g000012gs002/t001?authuser=0
13/04/2021 T006
https://sites.google.com/ulbra.br/G000012GS002/t006 2/30
Nesta unidade temática, você vai aprender
Funções da Camada de Rede;
Protocolo IP;
Endereçamento IP.
Introdução
Normalmente, LANs não operam de forma isolada. Elas são conectadas entre si ou à Internet.
Para Interligar LANs, ou segmentos de LAN, usamos dispositivos de conexão que operam na
camada de rede.
Este material abordará esse escopo das redes de computadores, a Camada de Rede e o seu
principal protocolo, o IP (Internet Protocol), bem como o seu formato de endereçamento, o
Endereço IP.
 
https://sites.google.com/ulbra.br/g000012gs002/t001?authuser=0
13/04/2021 T006
https://sites.google.com/ulbra.br/G000012GS002/t006 3/30
Camada de Rede - Protocolo e Endereçamento 
IP
Em particular, a camada de rede movimenta segmentos da camada de transporte de um
hospedeiro para outro. No hospedeiro remeten te, o segmento da camada de transporte é
passado à camada de rede. Então, fica a cargo da camada de rede levar o segmento ao
hospedeiro destinatário e passá-lo pilha de protocolos acima até a camada de transporte. É
exatamente o modo como a camada de rede movimenta um segmento da camada de
transporte de um hos pedeiro de origem até a camada de transporte de um hospedeiro de
destino o assunto deste material. Veremos que, diferentemente da camada de transporte, a
camada de rede envolve todos os hospedeiros e roteadores pre sentes na rede. Por causa
disso, os protocolos de camada de rede estão entre os mais desafiadores da pilha de
protocolos.
A figura a seguir, mostra uma rede simples com dois hospedeiros (Host) um roteador
(camada de inter-rede) no caminho. O papel da camada de rede no hospedeiro remetente é
dar início à jornada do pacote até o hospedeiro receptor. Por exemplo, se H1 estiver enviando
pacotes a H2, a camada de rede do hospedeiro H1 transferirá esses pacotes para seu
roteador vizinho. No hospedeiro receptor, a camada de rede recebe o pacote de seu roteador
vizinho e o entrega à camada de transporte em H2. O papel primordial dos roteadores é
“comutar” pacotes de enlaces de entrada para enlaces de saída. Note que o roteador da figura
é mostrado com a pilha de protocolos truncada, isto é, sem as camadas supe riores acima da
camada de rede, porque (exceto para finalidades de controle) os roteadores não rodam
proto colos de camada de transporte e de aplicação.
 
https://sites.google.com/ulbra.br/g000012gs002/t001?authuser=0
13/04/2021 T006
https://sites.google.com/ulbra.br/G000012GS002/t006 4/30
 
https://drive.google.com/file/d/1p4AeX2T9-cLO-efuXTW2Dm2mOFMx3f4D/view?usp=sharing
https://sites.google.com/ulbra.br/g000012gs002/t001?authuser=0
13/04/2021 T006
https://sites.google.com/ulbra.br/G000012GS002/t006 5/30
 
https://drive.google.com/file/d/1p4AeX2T9-cLO-efuXTW2Dm2mOFMx3f4D/view?usp=sharing
https://sites.google.com/ulbra.br/g000012gs002/t001?authuser=0
13/04/2021 T006
https://sites.google.com/ulbra.br/G000012GS002/t006 6/30
Fique de olho!
O papel da camada de rede é aparentemente simples - transportar pacotes de um 
hospedeiro remetente a um hospedeiro destinatário. Para fazê-lo, três importantes 
funções da camada de rede podem ser identificadas:
Os protocolos que não tenham camada de rede poderão ser usados apenas em pequenas
redes internas. Esses protocolos normalmente usam apenas um nome (ou seja, endereço
MAC) para identificar o computador em uma rede. O problema dessa abordagem é que, à
medida que a rede cresce em tamanho, torna-se cada vez mais difícil organizar todos os
nomes, como, por exemplo, certificar-se de que dois computadores não estão usando o
mesmo nome.
Os protocolos que suportam a camada de rede usam uma técnica de identificação para os
dispositivos que garante um identificador exclusivo. Sendo assim, como esse identificador se
diferencia de um endereço MAC, que também é exclusivo?
Os endereços MAC usam um esquema de endereçamento contínuo que torna difícil localizar
os dispositivos em outras redes. Os endereços da camada de rede usam um esquema de
endereçamento hierárquico que permite que endereços exclusivos atravessem os limites das
redes, tendo, juntamente com isso, um método para encontrar um caminho para os dados
trafegarem entre as redes.
Os esquemas de endereçamento hierárquico permitem que as informações atravessem uma
internetwork, juntamente com um método para encontrar o destino de modo eficiente. A rede
de telefone é um exemplo do uso de endereçamento hierárquico. O sistema telefônico usa um
código de área que designa uma área geográfica para a primeira parada das chamadas (salto).
Os três dígitos seguintes representam a troca local (segundo salto). Os dígitos finais
representam o telefone de destino individual (o salto final).
Os dispositivos de rede precisam de um esquema de endereçamento que permita que eles
encaminhem pacotes de dados através de internetwork. Existem vários protocolos de camada
de rede com esquemas de endereçamento diferentes que permitem que os dispositivos
encaminhem os dados através de uma internetwork (IPX, IP, X.25 e etc).
O único jeito do host B alcançar o host A é usando um plano de endereçamento que permita
ao host B alcançar o host A. Sem a ajuda da camada de rede, o host B não consegue
determinar onde reside o host A.
 
https://sites.google.com/ulbra.br/g000012gs002/t001?authuser=0
13/04/2021 T006
https://sites.google.com/ulbra.br/G000012GS002/t006 7/30
 
https://drive.google.com/file/d/1ofgkt5hwVODz9XP7Pn5G1JwcFvYmnm52/view?usp=sharing
https://sites.google.com/ulbra.br/g000012gs002/t001?authuser=0
13/04/2021 T006
https://sites.google.com/ulbra.br/G000012GS002/t006 8/30
Segmentação das Redes
Há dois motivos principais para a necessidade de se ter várias redes:
Crescimento do tamanho das redes;
Número de redes.
Quando uma LAN, MAN ou WAN se expandir, poderá tornar-se necessário ou conveniente
para o controle do tráfego na rede dividi-la em pedaços menores chamados de segmentos de
rede (ou apenas segmentos). O resultado é que a rede torna-se um grupo de redes, cada uma
exigindo um endereço separado.
Já existe um grande número de redes: redes isoladas de computadores são comuns em
escritórios, escolas, empresas, negócios e países.
 
https://drive.google.com/file/d/1ofgkt5hwVODz9XP7Pn5G1JwcFvYmnm52/view?usp=sharing
https://sites.google.com/ulbra.br/g000012gs002/t001?authuser=0
13/04/2021 T006
https://sites.google.com/ulbra.br/G000012GS002/t006 9/30
Fique de olho!
Embora seja conveniente fazer com que redes isoladas (ou sistemas autônomos, se cada uma
for gerenciada por uma única administração) se comuniquem entre si pela Internet, elas
devem fazer isso com esquemas de endereçamento razoáveis e dispositivos de
internetworking apropriados.
Caso contrário, o fluxo do tráfego na rede se tornaria seriamente prejudicado e nem as redes
locais, nem a Internet, funcionariam.
 
https://sites.google.com/ulbra.br/g000012gs002/t001?authuser=0
13/04/2021 T006
https://sites.google.com/ulbra.br/G000012GS002/t006 10/30
Os roteadores tomam decisões lógicas relativas ao melhor caminho para a entrega dos dados
em uma internetwork e depois direcionam os pacotes para a porta de saída e segmento
apropriados. Os roteadores pegam os pacotes dos dispositivos da LAN (por exemplo,
estações de trabalho) e, baseados nas informações da camada 3, os encaminham através da
rede. Na verdade, o roteamento, algumas vezes, é chamado de switching da camada 3.
A determinação do caminho ocorre na camada 3 (camada de rede) e permite que um
roteador avalie os caminhos disponíveis para um destino e estabeleça a forma preferível de
lidar com um pacote. Os serviços de roteamento usarão as informações da topologia da rede
quando estiverem avaliando os caminhos da rede. A determinação do caminho é o processo
que o roteadorusa para escolher o próximo salto no caminho para que o pacote trafegue em
direção ao seu destino. Esse processo é também chamado de rotear o pacote.
A determinação do caminho para um pacote pode ser comparada a uma pessoa dirigindo um
carro de um lado de uma cidade ao outro. O motorista tem um mapa que mostra as ruas por
onde precisa seguir para chegar ao seu destino. O caminho de um cruzamento a outro é um
salto. De forma semelhante, um roteador usa um mapa que mostra os caminhos disponíveis
para um destino.
Os roteadores também podem tomar suas decisões baseados na densidade do tráfego e na
velocidade do link (largura de banda), como um motorista pode optar por um caminho mais
rápido (uma estrada) ou usar uma rua com menos movimento.
O endereço de rede ajuda o roteador a identificar um caminho dentro da nuvem da rede. O
roteador usa o endereço de rede para identificar a rede de destino de um pacote dentro de
uma internetwork.
Para alguns protocolos da camada de rede, um administrador de rede atribui endereços de
rede de acordo com algum plano predeterminado de endereçamento da internetwork.
Para outros protocolos da camada de rede, a atribuição dos endereços é parcialmente, ou
completamente, dinâmica/automática. Além do endereço de rede, os protocolos de rede
usam algum tipo de endereço de host ou nó.
O endereçamento ocorre na camada de rede. As analogias anteriores de um endereço de
rede incluem as primeiras partes (o código de área e os primeiros três dígitos) de um número
de telefone. Os dígitos restantes (os quatro últimos) de um número telefônico, que dizem ao
equipamento da companhia telefônica que telefone específico ligar, são como a parte do host
de um endereço, que diz a um roteador para que dispositivo específico ele deve entregar o
pacote.
 
https://sites.google.com/ulbra.br/g000012gs002/t001?authuser=0
13/04/2021 T006
https://sites.google.com/ulbra.br/G000012GS002/t006 11/30
Protocolo IP – Datagramas da Camada de Rede
O Internet Protocol (IP) é a implementação mais popular de um esquema de endereçamento
de rede hierárquico. O IP é o protocolo de rede que a Internet usa.
À medida que as informações fluem pelas camadas do modelo OSI, os dados são
encapsulados em cada camada. Na camada de rede, os dados são encapsulados dentro de
pacotes (também conhecidos como datagramas). O IP determina a forma do cabeçalho IP do
pacote (que inclui o endereçamento e outras informações de controle) mas, não se preocupa
com os dados reais: aceita tudo que é passado pelas camadas superiores.
O pacote/datagrama da camada 3 torna-se os dados da camada 2, que são encapsulados em
quadros. Analogamente, o pacote IP consiste em dados de camadas superiores mais um
cabeçalho IP, que consiste em uma parte fixa de 20 bytes e uma parte opcional de tamanho
variável, podendo chegar a 40 bytes, totalizando 60 bytes de cabeçalho.
O cabeçalho é ilustrado a seguir.
 
https://sites.google.com/ulbra.br/g000012gs002/t001?authuser=0
13/04/2021 T006
https://sites.google.com/ulbra.br/G000012GS002/t006 12/30
 
https://drive.google.com/file/d/1-noIO1HjYVi1RSQ80nBdAMEJOxBKHpcV/view?usp=sharing
https://drive.google.com/file/d/1-noIO1HjYVi1RSQ80nBdAMEJOxBKHpcV/view?usp=sharing
https://sites.google.com/ulbra.br/g000012gs002/t001?authuser=0
13/04/2021 T006
https://sites.google.com/ulbra.br/G000012GS002/t006 13/30
Legenda
O endereço IP
O endereço IP contém as informações que são necessárias para rotear um pacote através da
rede. Todos os campos de endereços de origem e destino contém um endereço de 32 bits. O
campo do endereço de origem contém o endereço IP do dispositivo que envia o pacote. O
campo de destino contém o endereço IP do dispositivo que recebe o pacote.
Estrutura do Endereço IP
Um endereço IP é representado por um número binário de 32 bits. Para uma breve revisão,
lembre-se de que cada dígito binário pode ser apenas 0 ou 1. Em um número binário, o valor
do bit mais à direita (também chamado de bit menos significativo) é 0 ou 1. O valor decimal
correspondente a cada bit dobra conforme você se move para a esquerda no número binário.
Portanto, o valor decimal do 2º bit da direita é 0 ou 2. O terceiro bit é 0 ou 4, o quarto bit é 0
ou 8 etc.
 
https://sites.google.com/ulbra.br/g000012gs002/t001?authuser=0
13/04/2021 T006
https://sites.google.com/ulbra.br/G000012GS002/t006 14/30
 
https://drive.google.com/file/d/1vgYQMVoPKAaY-9ve7SGGjfYr_jtWcF9M/view?usp=sharing
https://drive.google.com/file/d/1vgYQMVoPKAaY-9ve7SGGjfYr_jtWcF9M/view?usp=sharing
https://sites.google.com/ulbra.br/g000012gs002/t001?authuser=0
13/04/2021 T006
https://sites.google.com/ulbra.br/G000012GS002/t006 15/30
Os endereços IP são expressos como números decimais com pontos: divide-se os 32 bits do
endereço em quatro octetos (um octeto é um grupo de 8 bits). O valor decimal máximo de
cada octeto é 255 (o maior número binário de 8 bits é 11111111, e esses bits, da direita para
esquerda, têm os valores decimais 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64 e 128, totalizando 255).
Qual é o valor decimal do octeto realçado na figura anterior? Qual é o valor do bit da
extremidade esquerda? E do próximo bit? Como esses são os 2 únicos bits ativados (ou
definidos), o valor decimal é, então, 128+64 = 192.
O número de rede de um endereço IP identifica a rede à qual um dispositivo está conectado,
enquanto a parte do host de um endereço IP identifica o dispositivo específico na rede. Como
os endereços IP consistem em quatro octetos separados por pontos, um, dois ou três desses
octetos podem ser usados para identificar o número de rede. De forma semelhante, até três
desses octetos podem ser usados para identificar a parte do host de um endereço IP.
 
https://sites.google.com/ulbra.br/g000012gs002/t001?authuser=0
13/04/2021 T006
https://sites.google.com/ulbra.br/G000012GS002/t006 16/30
 
https://drive.google.com/file/d/1l1dq-hXsh_E0t4TOgvufbnlRYFgyxDNV/view?usp=sharing
https://drive.google.com/file/d/1l1dq-hXsh_E0t4TOgvufbnlRYFgyxDNV/view?usp=sharing
https://sites.google.com/ulbra.br/g000012gs002/t001?authuser=0
13/04/2021 T006
https://sites.google.com/ulbra.br/G000012GS002/t006 17/30
 
https://drive.google.com/file/d/17qMTrTr-j2KT8xLLMCt99gvJW_6JjgHa/view
https://sites.google.com/ulbra.br/g000012gs002/t001?authuser=0
13/04/2021 T006
https://sites.google.com/ulbra.br/G000012GS002/t006 18/30
G000012VD001T010.mp4
 
https://sites.google.com/ulbra.br/g000012gs002/t001?authuser=0
13/04/2021 T006
https://sites.google.com/ulbra.br/G000012GS002/t006 19/30
 
https://drive.google.com/file/d/1gbhHKTA_jQz66DTR7lgDOe7lSYDjr7RD/view
https://sites.google.com/ulbra.br/g000012gs002/t001?authuser=0
13/04/2021 T006
https://sites.google.com/ulbra.br/G000012GS002/t006 20/30
G000012VD001T011.mp4
 
https://sites.google.com/ulbra.br/g000012gs002/t001?authuser=0
13/04/2021 T006
https://sites.google.com/ulbra.br/G000012GS002/t006 21/30
 
https://drive.google.com/file/d/1X3id0ObH1-M0YnjLzL5kWZGsKqBVzMUk/view
https://sites.google.com/ulbra.br/g000012gs002/t001?authuser=0
13/04/2021 T006
https://sites.google.com/ulbra.br/G000012GS002/t006 22/30
G000012VD001T012.mp4
 
https://sites.google.com/ulbra.br/g000012gs002/t001?authuser=0
13/04/2021 T006
https://sites.google.com/ulbra.br/G000012GS002/t006 23/30
 
https://drive.google.com/file/d/18nupDOPqNEAafYUBjAXzNuebhUrUHRlu/view
https://sites.google.com/ulbra.br/g000012gs002/t001?authuser=0
13/04/2021 T006
https://sites.google.com/ulbra.br/G000012GS002/t006 24/30
G000012VD001T013.mp4
 
https://sites.google.com/ulbra.br/g000012gs002/t001?authuser=0
13/04/2021 T006
https://sites.google.com/ulbra.br/G000012GS002/t006 25/30
Infográfico
 
https://drive.google.com/file/d/1QiKHLBKTpkTjT2f9B7fi2jNA-p-D_9-Z/view?usp=sharing
https://drive.google.com/file/d/1QiKHLBKTpkTjT2f9B7fi2jNA-p-D_9-Z/view?usp=sharing
https://sites.google.com/ulbra.br/g000012gs002/t001?authuser=0
13/04/2021 T006
https://sites.google.com/ulbra.br/G000012GS002/t006 26/30
 
https://drive.google.com/file/d/1QiKHLBKTpkTjT2f9B7fi2jNA-p-D_9-Z/view?usp=sharinghttps://drive.google.com/file/d/1ho5jTkiSf-VEvRPx6uIk1YLAp03OzfYj/view?usp=sharing
https://sites.google.com/ulbra.br/g000012gs002/t001?authuser=0
13/04/2021 T006
https://sites.google.com/ulbra.br/G000012GS002/t006 27/30
 
https://drive.google.com/file/d/1ho5jTkiSf-VEvRPx6uIk1YLAp03OzfYj/view?usp=sharing
https://sites.google.com/ulbra.br/g000012gs002/t001?authuser=0
13/04/2021 T006
https://sites.google.com/ulbra.br/G000012GS002/t006 28/30
 
https://drive.google.com/file/d/1ho5jTkiSf-VEvRPx6uIk1YLAp03OzfYj/view?usp=sharing
https://drive.google.com/file/d/1WoiBNG5s12PA3-l7dO9F3B1y3eqBYUUv/view?usp=sharing
https://sites.google.com/ulbra.br/g000012gs002/t001?authuser=0
13/04/2021 T006
https://sites.google.com/ulbra.br/G000012GS002/t006 29/30
 
https://drive.google.com/file/d/1WoiBNG5s12PA3-l7dO9F3B1y3eqBYUUv/view?usp=sharing
https://sites.google.com/ulbra.br/g000012gs002/t001?authuser=0
13/04/2021 T006
https://sites.google.com/ulbra.br/G000012GS002/t006 30/30
Referências
FOROUZAN, Behrouz A. Comunicação de Dados e Redes de Computadores. 3. ed. Bookman,
2006.
KUROSE, James F. Redes de Computadores e a Internet – Uma abordagem top-down. 6. ed.
Pearson Education, 2013.
COMER, Douglas E.; STEVENS, David L. Interligação em Redes com TCP/IP. Vol. I. Princípios,
protocolos e Arquitetura. 4. ed. Campus, 2006.
COMER, Douglas E. Redes de computadores e internet: abrange transmissão de dados,
ligação inter-rede, WEB e aplicações. 6. ed. 2016.
HELD, Gilbert. Comunicação de dados. Tradução Vandenberg Dantas de Souza. Rio de
Janeiro: Campus, 2002.
SOARES, Luiz Fernando Gomes; LEMOS, Guido; COLCHER, Sérgio. Redes de computadores: das
LANS, MANS e WANS às redes ATM. 2. ed. Rio de Janeiro: Campus, 2000. 705 p.
SOUSA, Lindeberg Barros de. Redes de computadores: dados, voz e imagem. 6. ed. São Paulo:
Érica, 2002.
TANENBAUM, Andrew S. Redes de Computadores. 5. ed. Campus, 2011.
Créditos
Produzido por Núcleo de Audiovisual e Tecnologias Educacionais (NATE) - ULBRA EAD
Universidade Luterana do Brasil
Todos os direitos reservados.
 
https://sites.google.com/ulbra.br/g000012gs002/t001?authuser=0