Aula 09 Protocolos de redes

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Protocolos de Redes e de Computadores 
AULA 09 
CCT0300 – PROTOCOLOS DE REDES E DE COMPUTADORES 
Aula 09 
Protocolos de Redes e de Computadores 
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Objetivo 
O aluno deverá ser capaz de: 
• O aluno deverá ser capaz de: 
• Conceituar os protocolos de alocação dinâmica de endereços; 
• Compreender a importância e as funcionalidades na alocação automática de 
endereços; 
• Diferenciar a utilização dos protocolos RARP, BooTp e DHCP nos ambientes 
computacionais; 
• Descrever as principais características do protocolo DHCP; 
• Diferenciar os modos de configuração existentes e suas potencialidades. 
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Conteúdo 
• 4.14 Protocolos de alocação dinâmica de endereços; 
• 4.14.1 RARP (Reverse Address Resolution Protocol); 
• 4.14.2 BooTP; 
• 4.14.2 DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol). 
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RARP 
• Utilizado pelos computadores no momento da inicialização para 
determinar seus endereços IP 
 
• Um ou mais servidores RARP são usados para suprir os endereços IP 
 
• Usa o mesmo formato de mensagem do ARP 
 
• É definido na RFC 903 
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Funcionamento do RARP 
??? 192.31.65.7 
E1 E2 
192.31.65.1/ 
192.31.60.4 
E3/F1 
Solicitação RARP 
• <E1,???> 
Resposta RARP 
• <E2,192.31.65.7> 
• <E1,192.31.65.5> 
Cache 
ARP 
BD 
X 
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Funcionamento do RARP 
 
Ethernet 
Solicitação RARP... 
...encapsulado por 
Quadro Ethernet 
Endereço de Enlace 
de Difusão 
 
RARP 
Nível de Enlace 
Tipo = 803516 
(mensagem RARP) 
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Formato das Mensagens ARP/RARP 
0 8 16 24 31 
TIPO DO HW (Ethernet = 1) TIPO DO PROT. (IP = 080016) 
TAM. END. HW TAM. END. PROT. OPERAÇÃO 
END. HW REMETENTE 
END. HW REMETENTE END. PROT. REMETENTE 
END. PROT. REMETENTE END. HW ALVO 
END. HW ALVO 
END. PROT. ALVO 
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OPERAÇÃO SIGNIFICADO 
1 Solicitação ARP 
2 Resposta ARP 
3 Solicitação RARP 
4 Resposta RARP 
Formato das Mensagens ARP/RARP 
continuação 
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Servidores RARP 
• Várias máquinas podem agir como Servidores 
• RARP 
 
– Sistema torna-se mais confiável 
• Se um servidor está inoperante ou sobrecarregado, 
• outro poderá responder às solicitações 
– Rede pode ser sobrecarregada 
• Respostas emitidas pelos vários servidores podem 
• sobrecarregar a rede 
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Servidores RARP 
• Servidor Secundário recebe a solicitação RARP mas só responde se, após 
algum tempo, o emissor a retransmite 
192.31.65.5 
192.31.65.7 
(Principal) 
E1 
E2 
Cache 
ARP 
BD BD 
E3 
192.31.65.8 
(Secundário) 
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Servidores RARP 
• Servidor Secundário recebe a solicitação RARP e a responde, após um 
intervalo de tempo aleatório 
192.31.65.5 
192.31.65.7 
(Principal) 
E1 
E2 
Cache 
ARP 
BD BD 
192.31.65.8 
(Secundário) 
E3 
∆t 
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BOOTP 
O Protocolo Bootstrap (BOOTP) é um protocolo cliente / servidor que 
configura um computador sem disco rígido ou um computador que é iniciado 
pela primeira vez. 
 
BOOTP fornece : 
• o Endereço de IP 
• máscara de rede 
• o endereço de um roteador padrão 
• o endereço de um servidor de nomes. 
 
BOOTP é estático. Quando uma estação de trabalho pede a informação, ela é 
recuperada de uma tabela fixa. Cada vez que o cliente pede a informação, ele 
obtém os mesmos resultados. 
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O servidor BOOTP pode estar na mesma rede que a Cliente 
BOOTP ou em redes diferentes. 
BOOTP coloca seu pacote dentro de um pacote UDP (note que BOOTP é um 
programa de camada de aplicação). 
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O servidor BOOTP emite um comando passivo aberto sobre UDP número da 
porta 67 e espera por um cliente. 
 
Um cliente inicializado emite um comando aberto ativo na porta número 68. 
A mensagem é encapsulada por uma datagrama UDP e, em seguida, em um 
pacote IP. No pacote IP o endereço de origem é preenchido com 0 (zero) e o 
endereço de destino preenchido com 1 (um) 
 
Servidor responde com UDP com porta de origem 67 e porta destino 68. 
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Quando o cliente e o servidor estão em redes diferentes, precisamos 
de um Relay Agent, porque cliente não sabe endereço IP do servidor. 
 
Relay Agent conhece o endereço IP do servidor. 
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BOOTP - Formato 
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BOOTP - Opções 
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DHCP - Dynamic Host Configuration Protocol 
– A partir de 1993 
– RFC 1541 
– Uma extensão do BOOTP 
– Mesmos números de porta do BOOTP 
– Extensões: 
• Apoia alocação temporária ( “leases") de endereços IP 
• O cliente DHCP poderá adquirir todos os parâmetros de configuração 
IP necessários para a operar 
– DHCP pode interoperar com clientes BOOTP. 
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• DHCP é o mecanismo preferido para alocação dinâmica de endereços IP 
• Criado para facilitar a configuração e administração do protocolo TCP/IP 
em uma rede com um grande número de máquinas 
• Gerencia informações sobre parâmetros de configuração do cliente como 
o gateway padrão, nome do domínio, os servidores DNS, etc. 
• Evita problemas de conectividade ou desorganização da rede, tais como: 
• Mudança de endereços IP e gateway 
• Conflito de endereços 
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Critério de atribuição de IP 
• Atribuição manual 
• Atribuição automática 
• Atribuição dinâmica 
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Formato de mensagem DHCP 
OpCode Hardware Type
Your IP address
Gateway IP address
Client IP address
Server IP address
Hardware Address 
Length
Hop Count
Server host name (64 bytes)
Client hardware address (16 bytes)
Boot file name (128 bytes)
Transaction ID
Options
Number of Seconds 
Unused (in BOOTP)
Flags (in DHCP)
Tipo da Mensagem 
BootRequest /BootReply 
Opicionalmente usado pelos 
agentes DHCP 
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OpCode Hardware Type
Your IP address
Gateway IP address
Client IP address
Server IP address
Hardware Address 
Length
Hop Count
Server host name (64 bytes)
Client hardware address (16 bytes)
Boot file name (128 bytes)
Transaction ID
Options
Number of Seconds 
Unused (in BOOTP)
Flags (in DHCP)
ID da transação, um número 
gerado randomicamente 
escolhido pelo cliente, usado pelo 
cliente e servidor para associar 
mensagens e respostas entre um 
cliente e um servidor. 
Total de segundos 
passados desde que 
o cliente iniciou a 
requisição. 
Endereço IP do 
cliente. 
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OpCode Hardware Type
Your IP address
Gateway IP address
Client IP address
Server IP address
Hardware Address 
Length
Hop Count
Server host name (64 bytes)
Client hardware address (16 bytes)
Boot file name (128 bytes)
Transaction ID
Options
Number of Seconds 
Unused (in BOOTP)
Flags (in DHCP)
Seu endereço IP. 
Endereço IP do próximo 
servidor usado no 
bootstrap; retornado 
no DHCPOFFER, 
DHCPACK pelo servidor. 
Endereço IP do agente 
Relay, usado no bootingvia um agente relay. 
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OpCode Hardware Type
Your IP address
Gateway IP address
Client IP address
Server IP address
Hardware Address 
Length
Hop Count
Server host name (64 bytes)
Client hardware address (16 bytes)
Boot file name (128 bytes)
Transaction ID
Options
Number of Seconds 
Unused (in BOOTP)
Flags (in DHCP)
Endereço do Hardware do 
cliente. 
Opcional host name do 
servidor. 
Nome do arquivo de boot, nome 
ou null em DHCPDISCOVER, nome 
do diretório. 
Opcional host name do servidor. 
Campo opcional de 
parâmetros. 
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Funcionamento DHCP 
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Funcionamento DHCP 
• Processo de 4 fases entre cliente e servidores 
– Cliente envia DISCOVER “Alguém me envie um endereço” (Broadcast). 
– Servidores OFFER “Use este endereço”. 
– Cliente REQUESTS “Eu usarei este”. (broadcast) 
– Servidores ACKNOWLEDGE “OK ou No Way!” (ACK/NAK) 
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Fluxo de mensagens inicial 
Server A Client Server B 
Cliente tenta descobrir 
disponíveis DHCP Servers DHCPDISCOVER DHCPDISCOVER 
Servers responde com 
ofertas DHCPOFFER DHCPOFFER 
Cliente recolhe ofertas e 
decide qual aceitar 
O cliente faz um requisição 
broadcasts um dos 
endereços ofertados. 
DHCPREQUES
T 
DHCPREQUES
T 
O servidor reconhece o uso 
do endereço IP pelo cliente. DHCPACK Configuração Completa 
O cliente libera o uso do 
endereço IP DHCPRELEASE 
Desligamento 
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DHCP Tipos de Mensagens 
Message Description 
 DISCOVER Client broadcast to locate available servers 
 OFFER Server to client response offering configuration parameters 
 REQUEST Client broadcast requesting offered parameters 
 ACK Server to client response confirming a request 
 NAK Server to client response denying a request 
 RELEASE Client to server request to relinquish IP address 
 DECLINE Client to server notification that IP address is in use 
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Tempo de renovação concessão (Client Lease) 
• T1 < T2 < Tempo de concessão 
• T1 valor padrão = 1/2 of lease time 
• T2 valor padrão = 7/8 of lease time 
• Comunicado via DHCPOFFER, DHCPACK 
• Ações do cliente quando o tempo passa: 
 T1: cliente deve renovar endereço com o servidor DHCP. 
 T2: cliente deve renovar endereço com algum servidor DHCP. 
 Tempo de concessão (Lease time): cliente deve parar de usar o 
endereço IP. 
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Fluxo de renovação 
Server A Client Server B 
Client unicasts request to 
continue using IP address DHCPREQUEST 
Server acknowledges 
request and updates lease DHCPACK 
Client broadcasts request 
to continue using IP 
address DHCPREQUEST DHCPREQU
EST 
Server acknowledges 
request and updates lease DHCPACK Configuration 
complete 
T1 elapses 
T1 elapses 
Client unicasts request to 
continue using IP address DHCPREQUEST 
T2 elapses 
Configuration complete 
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Estrutura de uma rede 
Router 
Internet 
UDP Port 68 UDP Port 68 UDP Port 68 UDP Port 67 
DHCP Clients 
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DHCP Relay 
DHCP RELAY 
Sub-rede 1 
Sub-rede 2 
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DHCP Relay 
• DHCP relays habilitam um servidor DHCP por domínio administrativo, 
além de um servidor por rede. 
 Necessita um DHCP relay em cada rede 
 DHCP relay envia um pacote IP unicast para o servidor DHCP, quando 
“escuta” um pacote broadcast IP local com DHCPDISCOVER 
DHCP 
Relay 
Requesting Host 
IP Router 
LAN1 LAN2 
255.255.255.255 
DHCP 
Server 
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DHCP Relay 
• Servidor DHCP seleciona um endereço IP dinâmico 
• Mapeia endereços MAC dos hosts para endereços IP dinâmicos 
• Outra vantagem dos relays: habilita as respostas DHCP a voltarem para o host que 
requisitou 
• Servidor não pode enviar diretamente de volta usando endereços MAC dos hosts 
• Servidor DHCP envia unicast ao endereço IP conhecido do DHCP relay, o qual envia 
aos endereços MAC locais dos hosts 
DHCP 
Relay 
Requesting Host 
IP Router 
LAN1 LAN2 
DHCP 
Server 
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AVANCE PARA FINALIZAR 
A APRESENTAÇÃO.