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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 Prof. Msc. Felipe Lima Protocolos de Redes Camada de Rede da Internet Protocolos de Redes Datagrama IP Protocolos de Redes Fragmentação IP Prof. Msc. Felipe Lima 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 Prof. Msc. Felipe Lima 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 Prof. Msc. Felipe Lima 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
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