Arquitetura TCP/IP e Redes

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Redes de Comunicação para
Automação
Arquitetura TCP-IP
Prof. Delcio Prizon
dprizon@smar.com.br
Unilins – Centro Universitário de Lins
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A Arquitetura TCP/IP é um conjunto de protocolos
Para que se torne padrão é necessário ser apresentado
no formato de RFC (Request for Comments)
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1) Um usuário do computador ”1" digita uma mensagem a ser enviada ao usuário do
computador ”2" ;
2) O programa de comunicação que está sendo utilizado, prepara um pacote que
contém: - o endereço do remetente; - a mensagem; - o endereço do destinatário;
3) Esta mensagem é colocada em uma caixa de saída;
4) Nesta caixa de saída, o pacote que deverá ser enviado é quebrado em diversos
pacotes numerados e de mesmo formato;
MSG
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5) Um a um os pacotes quebrados são enviados para a porta de comunicação;
6) Um "aplicativo" constante na porta de comunicação vai recebendo pacote a pacote
e, envia para a máquina de destino (caso esteja esta presente na mesma rede física)
ou para um roteador (caso esteja esta em outra rede física);
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7) A placa de rede do computador ”2" detecta pacotes que são enviados a ela
(devido ao endereço de destino) e envia estes para a porta de comunicação;
8) Esta porta de comunicação verifica a integridade do pacote e coloca os mesmos
em uma caixa de entrada;
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9) A caixa de entrada vai organizando os pacotes segundo a sua numeração e
aguarda o recebimento de todos os pacotes;
10) Os pacotes (quebrados) são remontados e formam novamente um único pacote
principal;
11) O programa alerta ao usuário que este possui uma nova mensagem em sua caixa
de entrada;
12) O usuário do computador " 2" abre a mensagem enviada pelo computador ”1".
MSG
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•O subcamada de acesso é formada por uma mistura de
camada de enlace e camada física, padronizada pelo IEEE
através de uma série de especificações conhecidas como
802.3(CSMA/CD), 802.4(Token Bus), 802.5(Token Ring), etc ...
•O padrão original Ethernet, desenvolvido há cerca de 30 anos
por engenheiros da Digital, Intel e Xerox, se popularizou
através da especificação 802.3 (CSMA/CD).
•Utiliza a codificação Manchester
•Cabos coaxiais (10Base5, 10Base2), Cabos Par trançado
(10BaseT)
•Esta camada só entende endereço Ethernet 48 bits, único e
exclusivo para cada placa ethernet. Chamamos normalmente
este de MAC ADDRESS.
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•O protocolo TCP oferece um serviço confiável entre
aplicações, pois é orientado a conexão.
•O TCP é conhecido por ser um protocolo pessimista (considera
perdas e pacotes fora de ordem)
•Exemplo: em 500 pacotes, uma eventual perda do segmento
10, todos os pacotes 10 até 500 serão novamente transmitidos.
•O protocolo UDP é não orientado a conexão - é um protocolo
otimista. Portanto, a responsabilidade da checagem se todos os
pacotes transmitidos chegaram ao destino fica por conta da
camada de aplicação.
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•O protocolo IP é responsável pelo roteamento em
ambientes de rede.
•A versão atualmente utilizada é IPv4
•Para um computador ou roteador ser identificado na
rede TCP/IP, este receberá um endereço IP, formado
por quatro bytes. Veja um exemplo a seguir de
endereço IP:
192.168.164.100
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Os endereços IPs ainda são divididos em classes, de
acordo com o tamanho da rede na qual o equipamento
estiver ligado.
•Classe A - rede com mais de 16 milhões de
computadores;
•Classe B - rede com até 65.536 computadores;
•Classe C - rede com até 255 computadores.
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Para que a comunicação física ocorra normalmente com
os dados enviados virtualmente (através das camadas de
Internet, Transporte e aplicação do TCP/IP), é necessário
o mapeamento de endereços virtuais sobre os endereços
físicos.
•O endereço físico está gravado na placa de rede
que está conectada a um determinado
equipamento; (LEMBRA DO MAC ADDRESS)
•O endereço virtual é o endereço IP.
Após os dados serem recebidos, a camada de interface de
rede será responsável por administrar o endereço físico e
o tipo de rede que está sendo utilizada, assim sendo,
será necessário gerar frames contendo o endereço físico
do destinatário. Este procedimento é realizado por dois
protocolos que fazem parte desta camada:
•ARP - Address Resolution Protocol
•RARP
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ARP
Este protocolo gera um mapeamento dinâmico e
armazena em uma área temporária (Cache do ARP), os
endereços virtuais (IPs) e físicos (gravados na placa de
rede) das estações que se comunicam.
Ao se tentar enviar um pacote, primeiro é pesquisado
dentro do cache do ARP o endereço IP para se obter o
respectivo endereço físico. Achando o mesmo o pacote é
formatado e enviado, caso contrário, será enviada uma
mensagem ARP contendo o endereço de Broadcast e
solicitando o endereço físico de um determinado endereço
IP. A estação que possui aquele endereço IP irá enviar de
forma direta uma resposta contendo seu endereço físico,
possibilitando assim ao remetente que envie a sua
mensagem e automaticamente atualizando o seu Cache
ARP.
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Uma estação de rede pode ser acessada via:
•Endereço Unicast (seu próprio e exclusivo
endereço);
•Endereço de BroadCast
Imagine um prédio qualquer que, no total possui 40
apartamentos. Cada apartamento tem o seu número de
identificação (endereço físico), porém todos estão
localizados no mesmo prédio (endereço de BroadCast),
sendo assim, cartas enviadas para o prédio serão
distribuídas em todos os apartamentos.
Imagine no mesmo prédio, onde queremos apenas enviar
cartas para os apartamentos que possuem crianças (aqui
temos um grupo especial, um MultiCast).
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O roteamento entre sub-redes
HOST1 (subnet 1)
HOST2 (subnet 2)
ROTEADOR
Inicialmente deve-se configurar o host 1 para, quando for enviar pacotes
de fora da subnet1, enviar estes pacotes para o Roteador. Este roteador se
encarregará de direcionar o pacote para a subnet especifica ou para o
próximo roteador.
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