Aula 05 Protocolos de Rede IP

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Protocolos de Rede - IP 
Prof. Msc. Felipe Lima 
Protocolos de Redes 
Objetivos 
• Compreender a relação entre a camada de rede e as 
camadas de enlace e transporte 
• Conhecer o papel da camada de rede 
• Conceituar uma rede de datagramas 
• Entender o funcionamento de um roteador 
• Modos de transmissão existentes na camada de rede 
• Entender o cabeçalho IP 
• Fragmentação de datagramas 
Protocolos de Redes 
Relacionamento entre Camadas 
• A camada de transporte amplia os serviços disponibilizados 
pela camada de rede 
Aplicação 
Transporte 
Rede Comunicação host-host 
Comunicação processo-processo 
socket 
Interface entre as camadas 
de Aplicação e Transporte 
Processos 
Protocolos de Redes 
Relacionamento entre Camadas 
• A camada de rede amplia os serviços disponibilizados pela 
camada de enlace 
Aplicação 
Transporte 
Rede Comunicação host-host 
Comunicação processo-processo 
Enlace Comunicação nó - nó 
Comunicação aplicação-aplicação 
Protocolos de Redes 
Camada de Rede 
• Funções da camada de rede 
– Repasse 
– Roteamento 
Protocolos de Redes 
Camada de Rede 
• Repasse 
– Quando um pacote chega ao enlace de entrada de um roteador, 
este deve conduzi-lo até o enlace de saída apropriado 
– Cada roteador tem um tabela de repasse 
Protocolos de Redes 
Camada de Rede 
• Roteamento 
– A camada de rede deve determinar a rota ou caminho tomado 
pelos pacotes ao fluírem de um remetente a um destinatário 
– Algoritmos de roteamento: determinam os valores que são 
inseridos nas tabelas de repasse 
Protocolos de Redes 
Camada de Rede 
• Repasse x Roteamento 
Protocolos de Redes 
Modelo de Serviço de Rede 
• Quando a camada de transporte em um hospedeiro 
remetente passa um pacote para a camada de rede, alguns 
serviços poderiam ser oferecidos pela camada de rede 
• São eles: 
– Entrega garantida 
– Entrega garantida com atraso limitado 
– Entrega de pacotes na ordem 
– Largura de banda mínima garantida 
– Jitter máximo garantido 
– Serviços de segurança 
Protocolos de Redes 
Modelo de Serviço de Rede 
• A camada de rede da Internet fornece um único modelo 
de serviço, conhecido como serviço de melhor esforço. 
Protocolos de Redes 
Orientação à Conexão na Camada de Rede 
• A camada de rede, de modo semelhante a camada de 
transporte, também pode oferecer um serviço orientado 
para a conexão 
 
• Redes de circuitos virtuais (redes CV) 
– Redes que oferecem apenas um serviço orientado para a conexão 
 
• Redes de datagramas 
– Redes que oferecem apenas um serviço não orientado para 
conexão 
Protocolos de Redes 
Redes de Circuitos Virtuais 
• Um circuito virtual consiste em um caminho entre 
hospedeiros de origem e de destino, números de CVs e 
registros na tabela de repasse em cada roteador ao longo 
do caminho 
Protocolos de Redes 
Redes de Circuitos Virtuais 
 
Protocolos de Redes 
Redes de Circuitos Virtuais 
• Fases identificadas em um circuito virtual 
– Estabelecimento de CV 
– Transferência de dados 
– Encerramento do CV 
Protocolos de Redes 
Redes de Datagramas 
• Em uma rede de datagramas, toda vez que um sistema 
final quer enviar um pacote, ele marca o pacote com o 
endereço do sistema final de destino e então o envia para 
dentro da rede 
Protocolos de Redes 
Datagrama IP 
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Protocolos de Redes 
Camada de Rede da Internet 
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Datagrama IP 
Protocolos de Redes 
Fragmentação IP 
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Protocolos de Redes 
Maximum Transfer Unit (MTU) 
• A MTU define o maior tamanho de pacotes que uma 
interface pode transmitir sem a necessidade de fragmentar 
Protocolos de Redes 
Fragmentação de Datagramas 
• Fragmentação de pacotes é um recurso do IP que permite 
uma entrega confiável de dados por vários tipos de redes 
por meio da divisão de um stream de dados em 
fragmentos menores 
 
• A fragmentação é baseada no tamanho da MTU 
Protocolos de Redes 
Fragmentação de Datagramas 
• Cada padrão de rede tem um MTU diferenciado 
– Ethernet: 1500 bytes 
– ATM: 53 bytes 
– FDDI: 4500 bytes 
 
• Datagramas maiores do que a MTU da rede devem ser 
fragmentados 
Protocolos de Redes 
Fragmentação de Datagramas 
• Cada fragmento recebe uma cópia do header IP do 
datagrama original e uma porção de dados 
Protocolos de Redes 
Fragmentação de Datagramas 
Protocolos de Redes 
Fragmentação de Datagramas 
• Etapas da fragmentação 
1. O dispositivo divide os dados no número de pacotes necessário 
para uma transmissão de dados bem-sucedida 
2. O campo Tamanho Total (Total Length) de cada cabeçalho IP é 
definido com o tamanho do segmento de cada fragmento 
3. A flag Mais fragmentos (More fragments) é definida com 1 em 
todos os pacotes do stream de dados, exceto no último 
4. O campo Offset do fragmento (Fragment offset) é definido no 
cabeçalho IP dos fragmentos 
5. Os pacotes são transmitidos 
Protocolos de Redes 
Fragmentação de Datagramas 
• Exemplo 
Protocolos de Redes 
Fragmentação de Datagramas 
• Fragmentação IP 
Protocolos de Redes 
Fragmentação de Datagramas 
• Problemas da Fragmentação 
– Nem sempre são suportadas pelas aplicações 
– Overhead de CPU e memória para fragmentar os pacotes 
– Overhead de CPU e memória para remontar o pacote no 
destinatário 
 
• Quando um fragmento é perdido, o que deve ser feito? 
Protocolos de Redes 
Roteadores 
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Protocolos de Redes 
Roteador 
• O que é um roteador? 
– Diferenças entre roteador, hub e switch 
– Domínio de colisão e domínio de broadcast 
Protocolos de Redes 
Laboratório Wireshark 
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Protocolos de Redes 
Protocolo ARP 
• Adicionar o arquivo “arp_resolution.pcapng” e verificar o 
funcionamento do protocolo ARP 
 
• Identificar: 
– Endereço de broadcast 
– Requisição ARP 
– Resposta ARP 
Protocolos de Redes 
Protocolo ARP 
• Adicionar o arquivo “arp_gratuitous.pcapng” e verificar o 
funcionamento do protocolo ARP 
 
 
 
 
 
 
 
• Por que utilizar pacotes ARP que não foram solicitados? 
Protocolos de Redes 
Fragmentação IP 
• Acessar um site qualquer e verificar se os dados estão 
fragmentados 
 
• Analisar os campos: 
– Identification 
– More fragment 
– Fragment offset 
Protocolos de Redes 
Fragmentação IP 
• Adicionar o arquivo “ip_frag_source.cappng” e analisar a 
requisição de ping realizada 
– Quais as mensagens de requisição? 
– Quais as mensagens de resposta? 
– Offset? 
– Tamanho total do pacote? 
– Como identificar o último fragmento de um fluxo de fragmentos 
que pertencem a um pacote? 
Protocolos de Redes