ARP e Camada de Rede

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Fundamentos de 
Redes de Computadores
Sidney Nicolau Venturi Filho
Aula 4
MAC e IP
Há dois endereços principais atribuídos a um dispositivo de host:
-Endereço físico (o endereço MAC)
-Endereço lógico (o endereço IP)
ARP e Camada de Rede
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MAC e IP
O nome de uma pessoa geralmente não muda. O endereço de uma pessoa, por outro lado, refere-se ao local onde mora e pode ser alterado.
Assim como o nome de uma pessoa, o endereço MAC de um host não muda, ele é atribuído fisicamente à placa de rede do host e é conhecido como endereço físico. 
O endereço físico permanece o mesmo, independentemente de onde o host está colocado.
ARP e Camada de Rede
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ARP (Address Resolution Protocol)
Faz o mapeamento entre Endereço IP e Endereço Intra-Rede:
Mapeamento de endereços IP em endereços MAC Ethernet, Token-Ring, FDDI, ATM, etc...
Efetuado por meio de uma tabela ARP em cada máquina que é construída dinamicamente.
É um protocolo que faz a interface entre a camada Inter-Rede e a camada Intra-Rede
 IP
TCP/UDP
Aplicação
Protocolo
Intra-rede
 Interface de
Adaptação
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4
O protocolo ARP compara o endereço IP de todos os datagramas enviados na ARP Cache.
Se ele for encontrado, o endereço MAC é copiado da cache.
Se não, um pacote ARP Request é enviado em broadcast para subrede.
Se o destinatário final for um endereço IP externo, o ARP resolve o endereço para o roteador ao invés do destinatário final.
ARP Cache	
endereço IP	 endereço MAC	 tipo
200.17.98.217	 00-60-08-16-85-B3	 dinâmico
 10.17.98.30	 00-60-08-16-85-ca	 dinâmico
ARP (Address Resolution Protocol)
ARP e Camada de Rede
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ARP (Address Resolution Protocol)
Protocolo
Intra-rede
TCP/UDP
Aplicação
 IP
200.18.171.1
OD.OA.12.07.48.05
200.18.171.3
Protocolo
Intra-rede
TCP/UDP
Aplicação
 IP
200.18.171.4
1F.6D.45.09.11.77
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ARP (Address Resolution Protocol)
Protocolo
Intra-rede
TCP/UDP
Aplicação
 IP
200.18.171.1
OD.OA.12.07.48.05
200.18.171.3
Protocolo
Intra-rede
TCP/UDP
Aplicação
 IP
200.18.171.4
1F.6D.45.09.11.77
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ARP (Address Resolution Protocol)
Protocolo
Intra-rede
TCP/UDP
Aplicação
 IP
200.18.171.1
OD.OA.12.07.48.05
200.18.171.3
Protocolo
Intra-rede
TCP/UDP
Aplicação
 IP
200.18.171.4
1F.6D.45.09.11.77
IP destino 
200.18.171.3 
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ARP (Address Resolution Protocol)
Protocolo
Intra-rede
TCP/UDP
Aplicação
 IP
200.18.171.1
OD.OA.12.07.48.05
200.18.171.3
Protocolo
Intra-rede
TCP/UDP
Aplicação
 IP
200.18.171.4
1F.6D.45.09.11.77
Destino está na mesma rede IP (200.18.171.0)
Como enviar para esta máquina ? Qual o MAC Destino ?
A mensagem fica esperando e o protocolo ARP é acionado.
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ARP (Address Resolution Protocol)
Protocolo
Intra-rede
TCP/UDP
Aplicação
 IP
200.18.171.1
OD.OA.12.07.48.05
200.18.171.3
Protocolo
Intra-rede
TCP/UDP
Aplicação
 IP
200.18.171.4
1F.6D.45.09.11.77
ARP Req
Preâmbulo
End. Físico
Broadcast
0D.0A.12.
07.48.05
ARP
Dados (ARP Request)
FCS
Destino
Origem
Qual o endereço MAC
de 200.18.171.3 ?
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ARP (Address Resolution Protocol)
Protocolo
Intra-rede
TCP/UDP
Aplicação
 IP
200.18.171.1
OD.OA.12.07.48.05
200.18.171.3
Protocolo
Intra-rede
TCP/UDP
Aplicação
 IP
200.18.171.4
1F.6D.45.09.11.77
ARP Req
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ARP (Address Resolution Protocol)
Protocolo
Intra-rede
TCP/UDP
Aplicação
 IP
200.18.171.1
OD.OA.12.07.48.05
200.18.171.3
Protocolo
Intra-rede
TCP/UDP
Aplicação
 IP
200.18.171.4
1F.6D.45.09.11.77
ARP Req
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ARP (Address Resolution Protocol)
Protocolo
Intra-rede
TCP/UDP
Aplicação
 IP
200.18.171.1
OD.OA.12.07.48.05
200.18.171.3
Protocolo
Intra-rede
TCP/UDP
Aplicação
 IP
200.18.171.4
1F.6D.45.09.11.77
ARP Req
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ARP (Address Resolution Protocol)
Protocolo
Intra-rede
TCP/UDP
Aplicação
 IP
200.18.171.1
OD.OA.12.07.48.05
200.18.171.3
Protocolo
Intra-rede
TCP/UDP
Aplicação
 IP
200.18.171.4
1F.6D.45.09.11.77
ARP Req
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ARP (Address Resolution Protocol)
Protocolo
Intra-rede
TCP/UDP
Aplicação
 IP
200.18.171.1
OD.OA.12.07.48.05
200.18.171.3
Protocolo
Intra-rede
TCP/UDP
Aplicação
 IP
200.18.171.4
1F.6D.45.09.11.77
ARP Req
ARP Req
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ARP (Address Resolution Protocol)
Protocolo
Intra-rede
TCP/UDP
Aplicação
 IP
200.18.171.1
OD.OA.12.07.48.05
200.18.171.3
Protocolo
Intra-rede
TCP/UDP
Aplicação
 IP
200.18.171.4
1F.6D.45.09.11.77
ARP Req
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ARP (Address Resolution Protocol)
Protocolo
Intra-rede
TCP/UDP
Aplicação
 IP
200.18.171.1
OD.OA.12.07.48.05
200.18.171.3
Protocolo
Intra-rede
TCP/UDP
Aplicação
 IP
200.18.171.4
1F.6D.45.09.11.77
ARP Req
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ARP (Address Resolution Protocol)
Protocolo
Intra-rede
TCP/UDP
Aplicação
 IP
200.18.171.1
OD.OA.12.07.48.05
200.18.171.3
Protocolo
Intra-rede
TCP/UDP
Aplicação
 IP
200.18.171.4
1F.6D.45.09.11.77
ARP Req
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ARP (Address Resolution Protocol)
Protocolo
Intra-rede
TCP/UDP
Aplicação
 IP
200.18.171.1
OD.OA.12.07.48.05
200.18.171.3
Protocolo
Intra-rede
TCP/UDP
Aplicação
 IP
200.18.171.4
1F.6D.45.09.11.77
ARP Reply
Destino
Origem
Preâmbulo
0D.0A.12.
07.48.05
1F.6D.45.
09.11.77
ARP
Dados (ARP Reply)
FCS
O endereço MAC de 
200.18.171.3 é 1F.6D …
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ARP (Address Resolution Protocol)
Protocolo
Intra-rede
TCP/UDP
Aplicação
 IP
200.18.171.1
OD.OA.12.07.48.05
200.18.171.3
Protocolo
Intra-rede
TCP/UDP
Aplicação
 IP
200.18.171.4
1F.6D.45.09.11.77
ARP Reply
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ARP (Address Resolution Protocol)
Protocolo
Intra-rede
TCP/UDP
Aplicação
 IP
200.18.171.1
OD.OA.12.07.48.05
200.18.171.3
Protocolo
Intra-rede
TCP/UDP
Aplicação
 IP
200.18.171.4
1F.6D.45.09.11.77
ARP Reply
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Protocolo
Intra-rede
TCP/UDP
Aplicação
 IP
200.18.171.1
OD.OA.12.07.48.05
200.18.171.3
Protocolo
Intra-rede
TCP/UDP
Aplicação
 IP
200.18.171.4
1F.6D.45.09.11.77
ARP Reply
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ARP (Address Resolution Protocol)
Protocolo
Intra-rede
TCP/UDP
Aplicação
 IP
200.18.171.1
OD.OA.12.07.48.05
200.18.171.3
Protocolo
Intra-rede
TCP/UDP
Aplicação
 IP
200.18.171.4
1F.6D.45.09.11.77
ARP Reply
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ARP (Address Resolution Protocol)
Protocolo
Intra-rede
TCP/UDP
Aplicação
 IP
200.18.171.1
OD.OA.12.07.48.05
200.18.171.3
Protocolo
Intra-rede
TCP/UDP
Aplicação
 IP
200.18.171.4
1F.6D.45.09.11.77
200.18.171.3
1F.6D. 45.09.11.77
Tabela ARP
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ARP (Address Resolution Protocol)
Protocolo
Intra-rede
TCP/UDP
Aplicação
 IP
200.18.171.1
OD.OA.12.07.48.05
200.18.171.3
Protocolo
Intra-rede
TCP/UDP
Aplicação
 IP
200.18.171.4
1F.6D.45.09.11.77
200.18.171.1
OD.OA.12.07.48.05
Tabela ARP
Note que …
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ARP (Address Resolution Protocol)
Protocolo
Intra-rede
TCP/UDP
Aplicação
 IP
200.18.171.1
OD.OA.12.07.48.05
200.18.171.3
Protocolo
Intra-rede
TCP/UDP
Aplicação
 IP
200.18.171.4
1F.6D.45.09.11.77
Finalmente aquele pacote IP pode ser transmitido carregando uma mensagem TCP que, por sua vez, carrega um comando da Aplicação
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ARP (Address Resolution Protocol)
Protocolo
Intra-rede
TCP/UDP
Aplicação
 IP
200.18.171.1
OD.OA.12.07.48.05
200.18.171.3
Protocolo
Intra-rede
TCP/UDP
AplicaçãoIP
200.18.171.4
1F.6D.45.09.11.77
Preâmbulo
1F.6D.45.
09.11.77
0D.0A.12.
07.48.05
FCS
TCP
Aplicação
IP
Destino
Origem
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Camada de Rede
Nenhuma tecnologia de rede atende a todas as exigências das aplicações, mas a interconexão global é desejada.
H
Intra- 
Rede 5
Intra- 
Rede 2
Rede 3
G
G
G
G
Intra-
Rede 1
Intra- 
Rede 4
G
H
H
H
H
H
H
H
Inter-rede
H: host
G: gateway
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Camada de Rede
São necessários mecanismos para:
Endereçamento único na camada de inter-rede.
Resolução de endereços entre endereços inter-rede e endereços de intra-rede (por exemplo, MAC).
Escolha de caminho (roteamento).
Troca de informações de roteamento.
Negociação de parâmetros de Qualidade de Serviço (QoS).
Controles de tráfego e de congestionamento.
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Função: determinar o roteamento dos pacotes da origem até o destino.
Unidade de dados: pacote
Opera de duas maneiras:
circuito virtual: serviços com conexão (X.25 e ATM)
datagrama: serviços sem conexão (IP)
No caso da Internet:
É implementado apenas o serviço de datagrama
Serviço não confiável, de melhor esforço (best-effort service)
Camada de Rede
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Datagrama
não estabelece conexão
cada pacote possui endereço origem e destino
os pacotes podem percorrer rotas diferentes
não garante a ordem ou mesmo a entrega de pacotes
não verifica se houve algum erro de transmissão.
se o roteador cair, somente os pacotes enfileirados é que serão perdidos
os congestionamentos são difíceis de evitar, pois não existe reserva de recursos.
Camada de Rede
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Circuito Virtual
estabelece uma conexão inicialmente.
cada pacote possui o nr do circuito virtual ( ou canal lógico)
os pacotes percorrem o circuito pré-estabelecido.
garante a ordem ou mesmo a entrega de pacotes.
verifica se houve algum erro de transmissão.
se o comutador cair , é perdido as tabelas dos circuitos virtuais.
os congestionamentos são fáceis de evitar, pois existe reserva de recursos (largura de banda) antecipadamente.
Camada de Rede
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Camada de rede na Internet
Internet Protocol (IP):
Formata as PDUs das camadas usuárias em datagramas
Faz o roteamento dos datagramas
Protocolos de roteamento:
Descobre as rotas através da inter-rede
Exemplos: RIP, OSPF, BGP...
Internet Control Message Protocol (ICMP):
Gera mensagens de erro e controle do protocolo IP
Internet Group Management Protocol (IGMP).
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Protocolo IP
fornece um serviço: datagrama não-confiável
pacotes roteados independentemente um dos outros.
pacotes podem ser perdidos, duplicados, e chegarem fora de ordem
camadas superiores tratam destes problemas
define o formato da unidade de transferência
realiza o roteamento
define as regras para o processamento e descarte de pacotes, e indicação de erros.
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Roteador
 Ativo de rede responsável por interligar duas ou mais redes distintas. Estas redes podem ser locais ou de longa distância. 
Um roteador para poder funcionar necessita de duas ou mais interfaces de rede, cada uma com seu próprio endereço específico, e de redes distintas ocessamento e descarte de pacotes, e indicação de erros.
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Rede
A
Rede
B
Rede
Host
End. IP na Rede A
 
End IP na Rede B
Parte comum a todas as
estações em uma mesma rede
Endereços IP
São números de 32 bits.
Um endereço IP identifica um host
em uma determinada rede física.
Endereçamento hierárquico com-
posto de parte de rede e parte de host:
Troca de rede = troca de endereço.
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Endereços IP: Notação “de Ponto”
11010000 11110101 00011100 10100011
208
245
28
163
208.245.28.163
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Entrega de Datagrama IP
Rede
A
Rede
B
Roteador
IP: 200.18.171.X
IP: 200.18.180.Y
 IP
Protocolos
Intra-rede
A
TCP/UDP
Aplicação
Inter-rede ( IP )
Protocolos
Intra-rede
A
Protocolos
Intra-rede
B
 IP
Protocolos
Intra-rede
B
TCP/UDP
Aplicação
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Entrega de Datagrama IP
Rede
A
Rede
B
Roteador
 IP
Protocolos
Intra-rede
A
TCP/UDP
Aplicação
Inter-rede ( IP )
Protocolos
Intra-rede
A
Protocolos
Intra-rede
B
 IP
Protocolos
Intra-rede
B
TCP/UDP
Aplicação
Endereçamento Intra-Rede, 
Algumas vezes chamado de
“Endereço Físico” ou também 
“Endereço MAC” 
 Ex. Ethernet: OD.OA.12.07.48.05
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 IP
TCP/UDP
Aplicação
 IP
Protocolos
Intra-rede
TCP/UDP
Aplicação
Protocolos
Intra-rede
Entrega de Datagrama IP
Rede
A
ARP e Camada de Rede
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 IP
TCP/UDP
Aplicação
 IP
Protocolos
Intra-rede
TCP/UDP
Aplicação
Protocolos
Intra-rede
Entrega de Datagrama IP
Rede
A
ARP e Camada de Rede
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 IP
TCP/UDP
Aplicação
 IP
Protocolos
Intra-rede
TCP/UDP
Aplicação
Protocolos
Intra-rede
Entrega de Datagrama IP
Endereços IP 
De Origem e destino
Rede
A
ARP e Camada de Rede
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 IP
TCP/UDP
Aplicação
 IP
Protocolos
Intra-rede
TCP/UDP
Aplicação
Protocolos
Intra-rede
Entrega de Datagrama IP
Endereçamento Intra-rede 
de Origem e destino
Rede
A
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 IP
TCP/UDP
Aplicação
 IP
Protocolos
Intra-rede
TCP/UDP
Aplicação
Protocolos
Intra-rede
Entrega de Datagrama IP
Rede
A
O protocol ARP faz o 
 “mapeamento” entre 
End. IP e End. Intra-Rede
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 IP
TCP/UDP
Aplicação
 IP
Protocolos
Intra-rede
TCP/UDP
Aplicação
Protocolos
Intra-rede
Entrega de Datagrama IP
Rede
A
O Encaminhamento dentro
de cada rede é feito com base
no endereçamento próprio 
daquela rede.
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