RC_Camada de Rede_aula 1_conceitos_140506

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Camada de Rede
TCP/IP
Cabeçalho IP
Endereçamento IP
FTEC 2014_1
Prof. Ademar F. Fey
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Camada de Rede 
Responsibilidade de endereçamento lógico do pacote e determinação do caminho (path).
O endereçamento é feito através de protocolos roteáveis tais como IP, IPX, AppleTalk e DECnet.
A seleção do caminho é feito usando protocolos de roteamento tais como RIP, IGRP, EIGRP, OSPF e BGP.
Roteadores operam na camada de rede.
aplicação
transporte
rede
enlace
física
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TCP/IP 5 camadas
Equipamento da Camada de Rede
O que este equipamento faz?
Interconecta redes e providencia o controle de broadcast
Determina o caminho usando um protocolo de roteamento ou rotas estáticas;
Re-encapsula o pacote no frame no apropriado formato do frame e comuta-os para uma interface;
Usa endereçamento lógico (i.e. endereços IP) para determinado caminho.
Qual o equipamento desta camada?
Protocolos TCP/IP da Camada de Rede
ARP
ICMP (ping)
IP
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4
Address Resolution Protocol
Em topologias broadcast, nós precisamos resolver endereços MAC desconhecidos.
ARP é um protocolo onde o equipamento transmissor envia um requisição ARP em broadcast que diz, “What’s you MAC address?”
Se o destinatário existe no mesmo segmento LAN da fonte, então o destinatário responde com seu endereço MAC.
Entretanto, se o destinatário e o originador estão estão separados por um roteador, o roteador não irá retransmitir o broadcast (uma importante função do roteador). Ao invés disso o roteador responde com o seu próprio endereço MAC.
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ICMP
Internet Control Message Resolution Protocol
Usado para reportar erros em pacotes processados em dispositivos de redes IP (roteador, por exemplo):
Destino inalcançável;
Solicitação de eco;
Redirecionamento;
Tempo excedido.
Cabeçalho IP
Todos pacotes IPs tem um cabeçalho como mostrado abaixo
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O cabeçalho (header) IP
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Sobre o cabeçalho IP (1)
Tipo de Serviço - Type of Service: (Best efforts, entrega imediata, etc)
Comprimento Total -Total length (do pacote completo)
Identificação -Identification (numero do pacote para remontagem posterior)
Deslocamento no Fragmento -Fragment offset – algumas vezes a rede divide um pacote em fragmentos.
Flags (informação sobre fragmentos). DF= Dont Fragment MF= More Fragments to come
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Sobre o cabeçalho IP (2)
Tempo de Vida - Time To Live (TTL) – reduzido de um em cada hop. Quando ele atinge zero zero (o) pacote é descartado (killed) (Isto assegura que a rede não se encherá de pacotes perdidos).
Protocolo - Protocol – identificado por um número (geralmente TCP ou UDP).
Checksum – para certificar-se de que o pacote não está corrompido.
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IPv4
Versão do IP em uso atualmente
Classes A, B, e C são as únicas em uso.
Classes D e E são reservadas para o multicasting & pesquisa.
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Protocolo IP = Endereçamento
Endereços Internet são chamados endereços IP e são números de 32 bits.
O IP refere-se a Internet Protocol, um dos principais
protocolos usados para comunicações na Internet.
Os endereços IP de 32 bits são comumente representados em notação ponto decimal e são divididos em parte do endereço de Rede (Network) e na parte de endereçamento de Host (Computadores). 
O número de bytes alocados para cada parte varia baseados em classes de Redes. 
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Endereçamento Lógico
Na camada de rede, nós usamos endereçamento lógico e hierárquico.
Com o Internet Protocol (IP), este endereço é um esquema de 32 bits de endereçamento, divididos em quatro octetos.
Você lembra o valor do primeiros octetos das classes ?
Class A: 1 - 126
Class B: 128 - 191
Class C: 192 - 223
Class D: 224 - 239 (multicasting)
Class E: 240 - 255 (experimental)
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Rede vs. Host
N
H
H
H
Classe A: 27 = 126 redes; 224 > 16 milhões hosts
N
N
H
H
Classe B : 214 = 16,384 redes; 216 > 65,534 hosts
N
N
N
H
Classe C : 221 > 2 milhões redes; 28 = 254 hosts
Onde 	N= network = redes
	H = host = computadores
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Máscara de Rede
Determina qual parte de um endereço IP é o campo de rede.
Siga os seguintes passos para determinar a net mask: 
1. Expresse o endereço IP da rede na forma binária. 
2. Substitua a porção do endereçamento de rede tudo
 por 1s. 
3. Substitua a porção do endereçamento do host tudo por 0s.
4. Use a operação AND Booleana para determinar qual parte
 é o endereço de rede. 
5. Converta a expressão binária de volta para a notação
 decimal
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Máscara de Rede
Exemplo: Determine a subnet mask para uma rede classe A.
Resolução :
Classe A = 
11111111 00000000 00000000 00000000 	(etapa 2 e 3)
11111111 11111111 11111111 11111111 	(etapa 4)
11111111 00000000 00000000 00000000 	(etapa 4)
 255.	0.	 0.	 0	 	(etapa 5)	
 
N
H
H
H
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Máscara de Rede
Exercício:
Considere o endereçamento IP 172.16.64.5 e Máscara da
 Rede 255.255.0.0 
1) calcule o endereço de rede para o IP citado. 
2) qual parte do endereço acima representa o host ? 
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Redes IP´s Públicas e Privadas
Um endereço IP de rede pública é diretamente conectada à Internet. 
Um endereço IP de rede privada é usada por redes que estão ou completamente desconectadas da internet ou que usam a tradução de endereços de rede (network address translation - NAT) para aumentar o número de endereços IP disponíveis numa rede interna. 
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Redes IP´s Públicas e Privadas
Endereços de redes privativas estão disponíveis para cada classe de endereços IP:
O endereço de rede classe A privativa é 10.0.0.0/8.
O endereço de rede classe B privativa é 172.16.0.0/12
O endereço de rede classe C privativa é 192.168.0.0/16. 
Precisam estar desconectadas da Internet ou estar escondidas atrás do NAT ou proxy server. 
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Redes IPs Públicas e Privadas
O NAT é usado para traduzir endereços IP de uma rede e mapeá-los para um endereço IP diferente conhecido dentro de outra rede.
O endereço IP privado é usado numa rede que é designada como interna, e é mapeado para um endereço IP público usado numa Internet pública. 
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Default Gateways
Endereço IP de um roteador que é designado para qualquer tráfego para o qual a rota é desconhecida
Num computador conectado numa rede de computadores, o default gateway é o endereço IP do roteador no segmento daquele computador
Num computador conectado à Internet através de um ISP, o default gateway é o endereço IP do roteador do Internet, o qual é usado para todo tráfego para a Internet 
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Default Gateway
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Default Gateway
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IPv6
Designado para resolver as limitações do IPv4
endereço com comprimento de 128 bits 
Dividido em 8 seções 16 bits as quais são convertidas para números hexadecimais de 4 dígitos separados por dois pontos
Exemplos: 402A:0000:2F7C:0001:08BB:FFE3:728D:095A 
Os zeros não significativos podem ser retirados: 402A:0:2F7C:1:8BB:FFE3:728D:95A 
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Sub-redes no IPv4 
Processo de dividir a parte da rede de um endereçamento IP em um nó compartilhado
Cria mais endereços lógicos de redes com poucos hosts por rede
Torna possível sub-dividir endereços de rede portanto fica mais fácil localizar o endereço físico (menos colisão)
O Supernetting é o oposto
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Poque Subnet?
Lembre: nós estamos lidando com uma topologia broadcast.
Você pode imaginar o overhead de tráfego na rede com 254 hosts tentando descobrir os endereços MACs uns dos outros?
A Subnetting permite-nos segmentar as LANs em domínios de broadcast lógicos chamados de subnets, resultando em melhoria na performance da rede.
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Tomando bits emprestados
Para fazer a subnet, nós precisamos “roubar” ou “tomar emprestado” bits da porção de hosts no endereçamento IP.
Primeiro, nós precisamos definir quantas subnets nós necessitamos ; segundo, determinamos quantos Hosts por subnet iremos precisar.
Nós fazemos isso através de potência de 2:
Por exemplo, eu preciso de 8 subnets para a Classe C:
24 = 16 = 16 subnets
Lembre: nós subtraimos 2 porque elas não são usadas
Quantos Hosts nós temos?
Ela é uma Classe C, então 4 bits são perdidos: 24 = 16 - 2 = 14
hosts
Lembre: nós subtraimos 2 poque um endereço reservado é o endereço da subnet e o outro é o endereço broadcast.
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Máscara de SubRede
Nós determinamos a subnet mask adicionando um valor decimal dos bits tomados emprestados.
No exemplo anterior Classe C, nós tomamos 4 bits emprestados. Abaixo está o octeto do host mostrando os bits tomados emprestados e o seu valor decimal.
128 64 32 16 8 4 2 1
1
1
1
1
Nós adicionamos o valor decimal desses bits e obtemos 240. Este é o último octeto não zero da nossa subnet mask.
Então nossa subnet mask é 255.255.255.240
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Ùltimo Octeto Não Zerado
Memorize esta tabela. Você deve estar apto a :
Rapidamente calcular o último octeto não zerado quando dado o número de bits emprestados.
Determinar o número de bits emprestados dado o último octeto não zero .
Determinar a quantidade de bits retirados da porção dos hosts e a quantidade de endereços host disponíveis.
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202.151.37.0/26
Subnet mask?
255.255.255.192
Bits emprestados?
Classe C então 2 bits emprestados
Número Mágico?
256 - 192 = 64
Primeiro endereço de subnet válido ?
202.151.37.64
Terceiro endereço de subnet válido ?
64 + 64 + 64 = 192, então 202.151.37.192
31
198.53.67.0/30
Subnet mask?
255.255.255.252
Bits emprestados?
Classe C então 6 bits emprestados
Número Mágico?
256 - 252 = 4
Terçeiro endereço de subnet válido ? 
4 + 4 + 4 = 12, então 198.53.67.12
Endereço broadcast da segunda subnet?
4 + 4 + 4 - 1 = 11, então 198.53.67.11
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200.39.89.0/28
Que tipo de endereço é 200.39.89.32?
Classe C, então 4 bits emprestados
Último octeto não zero é 240
Número Mágico é 256 - 240 = 16
32 é um múltiplo de 16 então 200.39.89.32 é um endereço de subnet -- o segundo endereço de subnet !!!!
Qual é o endereço de broadcast do 200.39.89.32?
32 + 16 -1 = 47, então 200.39.89.47
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194.53.45.0/29
Que tipo de endereço é 194.53.45.26?
Classe C, então 5 bits emprestados
Último octeto não zero é 248
Número Mágico é 256 - 248 = 8
Subnets são .8, .16, .24, .32, etc.
Então 194.53.45.26 pertence ao endereço da terceira subnet (194.53.45.24) e é um endereço de host.
Qual é o endereço de broadcast que poderia este host usar para se comunicar com outros equipametnos de mesma subnet?
Ele pertence a .24 e a próxima é .32, então 1 a menos é .31 (194.53.45.31)
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Classless InterDomain Routing (CIDR)
Usado em muitos equipamentos de rede atualmente
Possível de usar todos uns e todos zeros como endereços de subrede
Fornece a habilidade de deslocar o limite entre a rede e o host por um simples bit e criar 2 subredes como resultado
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Notação CIDR
Classless Interdomain Routing é um método para a representação do endereço IP e é a sua subnet mask com um prefixo.
Por exemplo: 192.168.50.0/27
O que você acha que o 27 quer dizer ?
27 é o número de bits na subnet mask. Portanto, 255.255.255.224
Também, você sabe que 192 é uma Classe C, então nós tomamos emprestado 3 bits!!
Finalmente, você sabe que o mágico número é 256 - 224 = 32, então o primeiro endereço subnet válido é 192.168.50.32!!
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Sheet1
	Bits Borrowed	Non-Zero Octet	Hosts
	2	192	62
	3	224	30
	4	240	14
	5	248	6
	6	252	2
Sheet2
	
Sheet3