IP - Internet Protocol

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Redes de Computadores 1 
— Nível de Rede (IP) 
 
Prof. Helcio Wagner da Silva 
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E NATURAIS 
CURSO DE CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO 
Introdução 
2 
X 
X 
X 
X 
X 
X 
X 
X 
X 
X 
X 
X 
X 
Função: roteamento de datagramas 
Formato do Datagrama IP 
3 
Versão 
Tam. 
Cab. Tipo de Serviço Tamanho do Datagrama 
Identificador Flags 
Deslocamento de 
Fragmentação 
TTL 
Protocolo de 
Nível Superior Checksum do Cabeçalho 
Endereço de Origem 
Endereço de Destino 
Opções Preenchimento (0000...00) 
Dados 
0 4 8 16 19 32 
Endereço IPv4 
• Composto por 4 octetos (32 bits) 
• Notação Decimal Separada por Pontos 
– Exemplo: o endereço 
11000000 00000101 00110000 00000011 é 
representado por 192.5.48.3 
• Associado a uma interface de rede 
4 
Classes de Endereço 
5 
0 7 16 32 
A 
B 
C 
D 
E 1111 Reservado para uso futuro 
10 Rede 
110 Rede 
1110 Multicast 
Host 
Host 
0 Rede Host 0.0.0.0 → 127.255.255.255 
128.0.0.0 → 191.255.255.255 
192.0.0.0 → 223.255.255.255 
224.0.0.0 → 239.255.255.255 
240.0.0.0 → 255.255.255.255 
Classe Qtdemax de Redes Qtdemax de hosts/rede 
A 128 16.777.214 
B 16.384 65.534 
C 2.097.152 254 
Máscara de Rede – O que é? 
• Número de 32 bits, que expressa quantos bits 
de um endereço formam a porção de rede 
6 
11010101 00000001 00000001 00000010 
213 . 1 . 1 . 2 
11111111 11111111 11111111 00000000 
255 . 255 . 255 . 0 /24 
Endereço 
Máscara 
Uma Interconexão Simples de Redes 
7 
X 
H1 
H2 
H3 
213.1.1.0/24 
213.1.2.0/24 
213.1.3.0/24 .1 
.1 
.1 
.2 
.3 
.2 .3 
.2 
.3 Fe1/0 
Fe2/0 
Fe3/0 
Tabela de Rotas 
8 
Rede Máscara Próximo Salto Interface de Saída 
213.1.1.0 255.255.255.0 - Fe1/0 
213.1.2.0 255.255.255.0 - Fe2/0 
213.1.3.0 255.255.255.0 - Fe3/0 
Para (i = 1; i <= N; i++) { 
 Se ((IPdst & Máscara[i]) == Rede[i]) { 
 Selecione rota como elegível; 
 } 
} 
Resolva potenciais conflitos; 
Encaminhe datagrama pela rota escolhida; 
Escassez de Endereços IPv4 
• Soluções de Curto Prazo 
– CIDR & NAT 
• Solução de Longo Prazo 
– IPv6 
9 
CIDR (Classless InterDomain Routing) 
• Objetiva diminuir o desperdício 
– Mais da metade de todas as redes classe B têm menos 
de 50 hosts 
• A idéia é alocar endereços em blocos de tamanho 
variável, desconsiderando as classes 
– Se um cliente precisar de 2000 endereços, ele 
receberá um bloco de 2048 endereços 
10 
Segmentação 
feita por ISPs 
11 
Dispõe-se da faixa 
194.24.0.0/16 
4000 endereços 
2000 endereços 
1000 endereços 
tempo 
Atendendo Cambridge 
12 
1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 
2000 ≈2048 = 211 endereços → 11 bits 
1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 
194 24 0 0 . . . 
194 24 7 255 . . . 
194.24.0.0 194.24.7.255 
Cambridge 
Primeiro 
endereço 
Último 
endereço 
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 
255 255 248 0 . . . 
Máscara de 
Subrede 
2046 
Endereços 
úteis 
13 
Atendendo Oxford 
4000 ≈ 4096 = 212 endereços → 12 bits 
1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 
1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 
194 24 8 0 . . . 
194 24 15 255 . . . 
194.24.0.0 
194.24.7.255 
Cambridge 
disponível 
Primeiro 
endereço 
Último 
endereço 
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 
255 255 248 0 . . . 
Máscara de 
Subrede 
194.24.8.0 
2046 
Endereços 
úteis 
194.24.15.255 
Atendendo Oxford 
14 
4000 ≈ 4096 = 212 endereços → 12 bits 
1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 
1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 
194 24 16 0 . . . 
194 24 31 255 . . . 
194.24.0.0 
194.24.7.255 
Cambridge Oxford 
194.24.31.255 194.24.16.0 
Primeiro 
endereço 
Último 
endereço 
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 
255 255 240 0 . . . 
Máscara de 
Subrede 
4094 
Endereços 
úteis 
disponível 
194.24.8.0 194.24.15.255 
Atendendo Edimburgo 
15 
1000 ≈ 1024 = 210 endereços → 10 bits 
1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 
1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 
194 24 8 0 . . . 
194 24 11 255 . . . 
194.24.0.0 
194.24.7.255 
Cambridge Oxford 
194.24.31.255 
194.24.16.0 
194.24.8.0 
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 
255 255 252 0 . . . 
194.24.11.255 
Edimburgo 
Primeiro 
endereço 
Último 
endereço 
Máscara de 
Subrede 
1022 
Endereços 
úteis 
disponível 
Resumo da Ópera 
Universidade 
Primeiro 
Endereço 
Último 
Endereço 
Quantidade 
de Endereços 
Escritos Como 
Cambridge 194.24.0.0 194.24.7.255 2048 194.24.0.0/21 
Edimburgo 194.24.8.0 194.24.11.255 1024 194.24.8.0/22 
(disponível) 194.24.12.0 194.24.15.255 1024 194.24.12.0/22 
Oxford 194.24.16.0 194.24.31.255 4096 194.24.16.0/20 
16 
Exemplo de Tabela de Roteamento 
17 
Denver, 
COLORADO 
Minneapolis, 
MINESOTA 
Omaha, 
NEBRASKA 
New York, 
NEW YORK 
Dallas, 
TEXAS 
1 
Rede Máscara Interface 
194.24.0.0 255.255.248.0 1 
194.24.8.0 255.255.252.0 1 
194.24.16.0 255.255.240.0 1 
X 
X 
X 
X 
X 
4 
2 
3 
C: 
E: 
O: 
Rede Máscara Intf 
11000010 00011000 00000000 00000000 11111111 11111111 11111000 00000000 1 
11000010 00011000 00001000 00000000 11111111 11111111 11111100 00000000 1 
11000010 00011000 00010000 00000000 11111111 11111111 11110000 00000000 1 
Tabela de Rotas em Ação 
18 
Exemplo: datagrama endereçado a 194.24.17.4 (Oxford): 
Omaha, 
NEBRASKA 
Dallas, 
TEXAS 
1 
Denver, 
COLORADO 
New York, 
NEW YORK 
11000010 00011000 00010001 00000100 (194.24.17.4) 
11111111 11111111 11111000 00000000 (255.255.248.0) 
11000010 00011000 00010000 00000000 (194.24.16.0) 
11000010 00011000 00010001 00000100 (194.24.17.4) 
11111111 11111111 11111100 00000000 (255.255.252.0) 
11000010 00011000 00010000 00000000 (194.24.16.0) 
11000010 00011000 00010001 00000100 (194.24.17.4) 
11111111 11111111 11110000 00000000 (255.255.240.0) 
11000010 00011000 00010000 00000000 (194.24.16.0) 
1ª rodada: 
2ª rodada: 
3ª rodada: 
C: 
E: 
O: 
AND 
AND 
AND 
X 
X 
X 
X 
4 
3 
2 
Agregando Rotas 
Rede Máscara Intf 
11000010 00011000 00000000 00000000 11111111 11111111 11111000 00000000 1 
11000010 00011000 00001000 00000000 11111111 11111111 11111100 00000000 1 
11000010 00011000 00010000 00000000 11111111 11111111 11110000 00000000 1 
19 
C: 
E: 
O: 
Interface Máscara Intf 
11000010 00011000 00000000 00000000 11111111 11111111 11100000 00000000 1 A: 
Agregação de Rotas em Ação 
20 
Exemplo: datagrama endereçado a 194.24.17.4 (Oxford): 
11000010 00011000 00010001 00000100 (194.24.17.4) 
11111111 11111111 1110000000000000 (255.255.224.0) 
11000010 00011000 00000000 00000000 (194.24.0.0) 
Omaha, 
NEBRASKA 
Dallas, 
TEXAS 
Denver, 
COLORADO 
New York, 
NEW YORK 
(194.24.0.0) 
AND 
Interface Máscara Intf 
11000010 00011000 00000000 00000000 11111111 11111111 11100000 00000000 1 
(255.255.224.0) 
X 
X 
X X 3 
4 
1 
2 
A: 
21 
Denver, 
COLORADO 
Minneapolis, 
MINESOTA 
Omaha, 
NEBRASKA 
New York, 
NEW YORK 
Dallas, 
TEXAS 
Rede Máscara Interface 
194.24.0.0 255.255.224.0 1 
194.24.12.0 255.255.252.0 5 
X 
X 
X 
X 
X 
4 
2 
3 X 
1 5 
San Francisco, 
CALIFORNIA 
Regra de Compatibilidade com o 
Prefixo Mais Longo 
A: 
S: 
Regra de Compatibilidade com o 
Prefixo Mais Longo 
• Exemplo 1: datagrama endereçado a 
194.24.17.4 (Oxford): 
 
22 
11000010 00011000 00010001 00000100 (194.24.17.4) 
11111111 11111111 11100000 00000000 (255.255.224.0) 
11000010 00011000 00000000 00000000 (194.24.0.0) 
AND 
11000010 00011000 00010001 00000100 (194.24.17.4) 
11111111 11111111 11111100 00000000 (255.255.252.0) 
11000010 00011000 00010000 00000000 (194.24.16.0) 
AND 
23 
Denver, 
COLORADO 
Minneapolis, 
MINESOTA 
Omaha, 
NEBRASKA 
New York, 
NEW YORK 
Dallas, 
TEXAS 
Rede Máscara Interface 
194.24.0.0 255.255.224.0 1 
194.24.12.0 255.255.252.0 5 
X 
X 
X 
X 
X 
4 
2 
3 X 
1 5 
San Francisco, 
CALIFORNIA 
Regra de Compatibilidade com o 
Prefixo Mais Longo 
A: 
S: 
Regra de Compatibilidade com o 
Prefixo Mais Longo 
• Exemplo 2: datagrama endereçado a 
194.24.13.9 (San Francisco): 
 
 
 
 
 
• Aplicando-se a regra (/22 > /19), o datagrama 
será encaminhado para San Francisco 
24 
11000010 00011000 00001101 00001001 (194.24.13.9) 
11111111 11111111 11100000 00000000 (255.255.224.0) 
11000010 00011000 00000000 00000000 (194.24.0.0) 
AND 
11000010 00011000 00001101 00001001 (194.24.13.9) 
11111111 11111111 11111100 00000000 (255.255.252.0) 
11000010 00011000 00001100 00000000 (194.24.12.0) 
AND 
25 
Denver, 
COLORADO 
Minneapolis, 
MINESOTA 
Omaha, 
NEBRASKA 
New York, 
NEW YORK 
Dallas, 
TEXAS 
Rede Máscara Interface 
194.24.0.0 255.255.224.0 1 
194.24.12.0 255.255.252.0 5 
X 
X 
X 
X 
X 
4 
2 
3 X 
1 5 
San Francisco, 
CALIFORNIA 
Regra de Compatibilidade com o 
Prefixo Mais Longo 
A: 
S: 
Segmentação com Demanda 
Previamente Conhecida 
26 
Sub-rede A 
(100 hosts) 
Sub-rede B 
(50 hosts) 
Sub-rede C 
(15 hosts) 
Sub-rede D 
(7 hosts) 
Sub-rede E 
(2 hosts) 
Sub-rede F 
(2 hosts) 
192.168.50.0/24 
R1 
R2 R3 
1ª Segmentação 
27 
0 0 0 0 0 0 0 0 192 . 168 . 50 . 
0 1 1 1 1 1 1 1 192 . 168 . 50 . 
1 0 0 0 0 0 0 0 192 . 168 . 50 . 
1 1 1 1 1 1 1 1 192 . 168 . 50 . 
255 
127 
128 / 25 
0 / 25 
Endereço de rede 
Endereço de broadcast 
126 endereços úteis 
(Sub-rede A) 
Endereço de rede 
Endereço de broadcast 
126 endereços úteis 
(disponível) 
Resultado da 1ª Segmentação 
28 
192.168.50.0 192.168.50.127 
192.168.50.128 192.168.50.255 
disponível 
Sub-rede A 
2ª Segmentação 
29 
1 0 0 0 0 0 0 0 192 . 168 . 50 . 
1 0 1 1 1 1 1 1 192 . 168 . 50 . 
1 1 0 0 0 0 0 0 192 . 168 . 50 . 
1 1 1 1 1 1 1 1 192 . 168 . 50 . 
255 
191 
192 / 26 
128 / 26 
Endereço de rede 
Endereço de broadcast 
62 endereços úteis 
(Sub-rede B) 
Endereço de rede 
Endereço de broadcast 
62 endereços úteis 
(disponível) 
Resultado da 2ª Segmentação 
30 
192.168.50.0 192.168.50.127 
Sub-rede A 
192.168.50.128 192.168.50.191 
192.168.50.192 192.168.50.255 
disponível 
Sub-rede B 
... 
... 
3ª Segmentação 
31 
1 1 0 0 0 0 0 0 192 . 168 . 50 . 
1 1 0 1 1 1 1 1 192 . 168 . 50 . 
1 1 1 0 0 0 0 0 192 . 168 . 50 . 
1 1 1 1 1 1 1 1 192 . 168 . 50 . 
255 
223 
224 / 27 
192 / 27 
Endereço de rede 
Endereço de broadcast 
30 endereços úteis 
(Sub-rede C) 
Endereço de rede 
Endereço de broadcast 
30 endereços úteis 
(disponível) 
Resultado da 3ª Segmentação 
32 
192.168.50.0 192.168.50.127 
Sub-rede A 
192.168.50.128 192.168.50.191 
192.168.50.192 192.168.50.255 
disponível 
Sub-rede B 
... 
... 
Sub-rede C 
192.168.50.223 
192.168.50.224 
4ª Segmentação 
33 
1 1 1 0 0 0 0 0 192 . 168 . 50 . 
1 1 1 0 1 1 1 1 192 . 168 . 50 . 
1 1 1 1 0 0 0 0 192 . 168 . 50 . 
1 1 1 1 1 1 1 1 192 . 168 . 50 . 
255 
239 
240 / 28 
224 / 28 
Endereço de rede 
Endereço de broadcast 
14 endereços úteis 
(Sub-rede D) 
Endereço de rede 
Endereço de broadcast 
14 endereços úteis 
(disponível) 
Resultado da 4ª Segmentação 
34 
192.168.50.0 192.168.50.127 
Sub-rede A 
192.168.50.128 192.168.50.191 
192.168.50.192 
disponível 
Sub-rede B 
... 
... 
Sub-rede C 
192.168.50.223 
192.168.50.224 
... 
192.168.50.255 192.168.50.224 
192.168.50.240 Sub-rede D 
disponível 
192.168.50.239 
5ª Segmentação 
35 
1 1 1 1 0 0 0 0 192 . 168 . 50 . 
1 1 1 1 0 1 1 1 192 . 168 . 50 . 
1 1 1 1 1 0 0 0 192 . 168 . 50 . 
1 1 1 1 1 1 1 1 192 . 168 . 50 . 
255 
247 
248 / 29 
240 / 29 
Endereço de rede 
Endereço de broadcast 
6 endereços úteis 
(disponível) 
Endereço de rede 
Endereço de broadcast 
6 endereços úteis 
(disponível) 
Resultado da 5ª Segmentação 
36 
192.168.50.0 192.168.50.127 Sub-rede A 
192.168.50.128 192.168.50.191 
192.168.50.192 
disponível 
Sub-rede B 
... 
... 
Sub-rede C 
192.168.50.223 
192.168.50.224 
... 
192.168.50.255 192.168.50.224 
192.168.50.240 
Sub-rede D 
disponível disponível 
192.168.50.239 
192.168.50.247 
192.168.50.248 
6ª Segmentação 
37 
1 1 1 1 0 0 0 0 192 . 168 . 50 . 
1 1 1 1 0 0 1 1 192 . 168 . 50 . 
1 1 1 1 0 1 0 0 192 . 168 . 50 . 
1 1 1 1 0 1 1 1 192 . 168 . 50 . 
247 
243 
244 / 30 
240 / 30 
Endereço de rede 
Endereço de broadcast 
2 endereços úteis 
(Sub-rede E) 
Endereço de rede 
Endereço de broadcast 
2 endereços úteis 
(Sub-rede F) 
Resultado da 6ª Segmentação 
38 
192.168.50.0 192.168.50.127 Sub-rede A 
192.168.50.128 192.168.50.191 
192.168.50.192 
disponível 
Sub-rede B 
... 
... 
Sub-rede C 
192.168.50.223 
192.168.50.224 
... 
192.168.50.255 192.168.50.224 
192.168.50.240 
Sub-rede D 
Sub-rede F disponível 
192.168.50.239 
192.168.50.247 
192.168.50.248 
Sub-rede E 
192.168.50.243 
192.168.50.244 
Resultado Final 
39 
Sub-rede 
Endereço de 
Sub-rede/Máscara 
Faixa de 
Endereços Utilizáveis 
Endereço de 
Broadcast 
A 192.168.50.0/25 192.168.50.1 – 192.168.50.126 192.168.50.127 
B 192.168.50.128/26 192.168.50.129 – 192.168.50.190 192.168.50.191 
C 192.168.50.192/27 192.168.50.193 – 192.168.50.222 192.168.50.223 
D 192.168.50.224/28 192.168.50.225 – 192.168.50.238 192.168.50.239 
E 192.168.50.240/30 192.168.50.241 – 192.168.50.242 192.168.50.243 
F 192.168.50.244/30 192.168.50.245 – 192.168.50.246 192.168.50.247 
disponível 192.168.50.248/29 192.168.50.249 – 192.168.50.254 192.168.50.255 
Resultado Final 
40 
H R3 R2 
R1 
... 
H 
... H 
... 
H 
... 
192.168.50.240/30 
192.168.50.0/25 
192.168.50.224/28 192.168.50.128/26 
192.168.50.192/27 
.241 .242 .129 
.130 
.190.1 
.2 
.126 
.246 
.245 .193 
.194 
.222 
.225 
.226 
.238 
192.168.50.244/30 
Fe1/0 Fe2/0 
Fe1/0 Fe1/0 
Se1/0 
Se1/0 
Se2/0 Se1/0 
Tabela de Rotas de R1 
41 
Rede Máscara Próximo Salto Interface 
192.168.50.0 /25 — Fe1/0 
192.168.50.192 /27 — Fe2/0 
192.168.50.244 /30 — Se1/0 
192.168.50.224 /28 192.168.50.246 Se1/0 
192.168.50.240 /30 192.168.50.246 Se1/0 
192.168.50.128 /26 192.168.50.246 Se1/0 
Tabela de Rotas de R2 
42 
Rede Máscara Próximo Salto Interface 
192.168.50.224 /28 — Fe1/0 
192.168.50.240 /30 — Se2/0 
192.168.50.244 /30 — Se1/0 
192.168.50.0 /25 192.168.50.245 Se1/0 
192.168.50.192 /27 192.168.50.245 Se1/0 
192.168.50.128 /26 192.168.50.242 Se2/0 
Tabela de Rotas de R3 
43 
Rede Máscara Próximo Salto Interface 
192.168.50.128 /26 — Fe1/0 
192.168.50.240 /30 — Se1/0 
192.168.50.0 /25 192.168.50.241 Se1/0 
192.168.50.192 /27 192.168.50.241 Se1/0 
192.168.50.224 /28 192.168.50.241 Se1/0 
192.168.50.244 /30 192.168.50.241 Se1/0 
NAT (Network Address Translation) 
• Permite que um ISP possua N clientes sem que 
sejam necessários N endereços IP 
– Alternativa à atribuição dinâmica de endereços IP 
temporários 
• A idéia básica por trás é atribuir a cada cliente do 
ISP um único endereço IP válido 
– Dentro da rede do cliente, cada computador usa um 
endereço IP inválido 
– Quando um datagrama sai da rede em direção ao ISP 
ocorre uma tradução de endereços 
44 
Faixas de Endereços NAT 
• O Serviço NAT utiliza as seguintes faixas de 
endereços 
– 10.0.0.0 → 10.255.255.255/8 
• 16.777.216 hosts 
– 172.16.0.0 → 172.31.255.255/12 
• 1.048.576 hosts 
– 192.168.0.0 → 192.168.255.255/16 
• 65.536 hosts 
• Nenhum datagrama contendo esses endereços 
circula pela Internet 
45 
Funcionamento de uma Caixa NAT 
46 
ISP 
192.168.0.166 
192.168.0.168 
192.168.0.166 
198.60.42.12 
Modem/
Caixa 
NAT 
192.168.0.167 
192.168.0.1 
Funcionamento de uma Caixa NAT 
47 
ISP 
192.168.0.166 
192.168.0.168 
192.168.0.1 
198.60.42.12 
Modem/
Caixa 
NAT 
192.168.0.167 
? 
Funcionamento de uma Caixa NAT 
48 
IP 
TCP/UDP Segmento TCP/UDP... 
...encapsulado por 
um datagrama IP 
Porta de origem Porta de destino 
Tamanho Checksum 
Porta de origem Porta de destino 
Número de Reconhecimento 
Tam. da Janela 
Número de Seqüência 
Tam. Bits Flag 
Checksum Pont. Dados Urg. 
Opções 
16 16 16 16 
Segmento UDP Segmento TCP 
Conversão End. Inválido → End. Válido 
49 
Caixa 
NAT 
ISP 
índice Portasrc IPsrc 
... ... ... 
... ... ... 
666 1500 192.168.0.166 
1. Endereço IP original (192.168.0.166) é substituído pelo externo (198.60.42.12) 
2. Porta de origem (1500) é substituída por um índice na tabela (666) 
3. Checksum do segmento TCP/UDP e do datagrama IP são recalculados 
65.536 
entradas 
possíveis 
LAN 
Conversão End. Válido → End. Inválido 
50 
Caixa 
NAT 
ISP 
índice Portasrc IPsrc 
... ... ... 
... ... ... 
666 1500 192.168.0.166 
65.536 
entradas 
possíveis 
LAN 
1. Porta de Origem (666) é utilizada como índice na tabela de mapeamento 
2. Porta e Endereço IP internos voltam a ter seus valores originais 
3. Checksum do segmento TCP/UDP e do datagrama IP são recalculados 
Críticas ao Uso do NAT 
• O NAT viola o modelo arquitetônico do IP 
– Endereço IP deixa de identificar inequivocamente uma máquina 
em todo o mundo 
• Se a Caixa NAT sofrer uma pane, todas as conexões TCP 
serão perdidas 
• O NAT viola uma regra fundamental da distribuição de 
protocolos em níveis 
– O Nível de Rede não deveria investigar o que possui o cabeçalho 
do Nível de Transporte 
• O NAT é também chamado de Serviço de Tradução de 
Endereços e Portas, ou NAPT, sendo definido na RFC 2993 
51 
Tipo de Serviço (ToS) 
52 
D T R 
Precedence Reliability 
Throughput 
Delay 
Enlace com maior 
confiabilidade 
Enlace com 
maior vazão 
Enlace com 
menor atraso 
0: datagrama ordinário 
7: datagrama de controle 
• Histórico (é solenemente ignorado) 
Fragmentação de Datagrama 
• Necessária quando datagrama é encaminhado 
por uma rota com MTU* menor 
53 
R1 R2 H1 H2 
1500 B 
SLIP 
576 B 
Fast 
Ethernet Fast 
Ethernet 
* Maximum Transmission Unit 
? 
Fragmentação de Datagrama (cont.) 
54 
20 B 1480 B 
Datagrama 
original 
(1500 Bytes) 
20 B 556 B 
MTU do SLIP 
(576 Bytes) 
• Quantidade de fragmentos = 1480/556 ≈ 2,7 → 3 fragmentos 
• Unidade de Fragmentação: 8 Bytes 
• Cada fragmento pode conter 556/8 = 69,5 → 69 conj. de 8 Bytes 
Fragmentação de Datagrama (cont.) 
55 
• 1º Fragmento 
20 B 552 B 
0 1 ... 68 
• Campos relativos à fragmentação: 
— Identificador: 666 
— DF : 0 
— MF : 1 
— Offset : 0 
• 2º Fragmento 
20 B 552 B 
69 70 ... 137 
• Campos relativos à fragmentação: 
— Identificador: 666 
— DF : 0 
— MF : 1 
— Offset : 69 
Fragmentação de Datagrama (cont.) 
56 
• 3º Fragmento 
20 B 1480 – 2x552 = 376 B 
138 139 ... 
• Campos relativos à fragmentação: 
— Identificador: 666 
— DF : 0 
— MF : 0 
— Offset : 138 
Fragmento Identificador DF MF Offset 
1º 666 0 1 0 
2º 666 0 1 69 
3º 666 0 0 138 
• Resumo da fragmentação: 
Fragmentação de Datagrama (cont.) 
• Remontagem do datagrama 
original é feita pelo 
destinatário final 
– Roteadores normalmente já 
são muito ocupados 
• Menor MTU é de 576 B 
– Fragmentação é evitada 
adotando MSS* de 536 B 
57 
* Maximum Segment Size 
(mais um exemplo de nome 
mal-escolhido) 
576 B 
556 B 20 B 
20 B 536 B 
536 B 
Aplicação 
Transporte 
Rede 
Enlace 
TCP 
Quadro 
Datagrama 
Segmento 
PDU 
TTL (Time To Live) 
• Decrementado por cada roteador 
58 
R1 R2 
R3 
R4 
H1 H2 
x y 
IPdst = y 
TTL = 5 
TTL = 4 
Falha de 
roteamento em R2 
TTL = 3 
TTL = 2 
TTL (Time To Live) – cont. 
• Datagrama é descartado quando TTL = 0 
59 
R1 R2 
R3 
R4 
H1 H2 
x y 
Falha de 
roteamento em R2 
TTL = 1 
Datagrama 
descartado 
por R4! 
Protocolo de Nível Superior 
60 
IP 
TCP UDP 
Protocolo de 
Nível Superior = x 
(x = 6) (x = 17) 
IPv6 
• Endereços de 128 bits (4 x 32) 
• Rotulação e prioridade de fluxo 
• Cabeçalho Base + cabeçalhos especializados 
– Segurança (autenticação + privacidade) 
– Inserção de rota pré-definida 
– Fragmentação 
– etc 
• Extremamente complexo, em relação ao IPv4 
61 
Cabeçalho Base do IPv6 
62 
0 4 12 16 24 32 
Versão 
Classe de 
Tráfego Tamanho do Datagrama 
Tamanho do Payload 
Próximo 
Cabeçalho Limite de Saltos 
Endereço de Origem 
Endereço de Destino 
Endereços IPv6 
• Notação Hexadecimal Separada por Dois 
Pontos* 
– 69DC:8864:FFFF:FFFF:0:1280:8C0A:FFFF 
• Compressão de zeros 
– FF0C:0:0:0:0:0:0:B1 → FF0C::B1 
63 
 * Na notação decimal separada por pontos, esse endereço seria 
assim representado: 
105.220.136.100.255.255.255.255.0.0.18.128.140.10.255.255 
Migração IPv4 → IPv6: Pilha Dupla 
• Endereço IPv6 contém Endereço IPv4 nos 32 
bits finais 
• Há perda de informação IPv6 
64 
A B C D E F 
Fluxo: X 
Origem: A 
Destino: F 
... 
dados 
Origem: A 
Destino: F 
... 
dados 
Origem: A 
Destino: F 
... 
dados 
Origem: A 
Destino: F 
... 
dados 
Fluxo: ? 
Origem: A 
Destino: F 
... 
dados 
IPv6IPv6 IPv4 IPv4 IPv6/IPv4 IPv4/IPv6 
Migração IPv4 → IPv6: Tunelamento 
65 
A B C D E F 
Fluxo: X 
Origem: A 
Destino: F 
... 
dados 
Origem: B 
Destino: E 
 
Fluxo: X 
Origem: A 
Destino: F 
... 
dados 
IPv6 IPv6 IPv4 IPv4 IPv6/IPv4 IPv4/IPv6 
Fluxo: X 
Origem: A 
Destino: F 
... 
dados 
Origem: B 
Destino: E 
 Fluxo: X 
Origem: A 
Destino: F 
... 
dados 
Origem: B 
Destino: E 
 Fluxo: X 
Origem: A 
Destino: F 
... 
dados 
A B E F 
IPv6 IPv6 IPv6/IPv4 IPv4/IPv6 
Túnel IPv4