Resumo Camada de Rede (

Prévia do material em texto

RESUMO CAMADA DE REDE

!
A camada de REDE 
- Transporta Segmentos do hospedeiro transmissor para o receptor; 
- No lado transmissor encapsula os segmentos em datagramas; 
- No lado receptor, entrega os segmentos à camada de transporte; 
- Protocolos da camada de rede em cada hospedeiro, roteador; 
- Roteador examina campos de cabeçalho em todos os datagramas IP que 
passam por ele. 


Funções-chave da camada de rede 
- Comutação: mover os pacotes da entrada do roteador para a saída 
apropriada do roteador. 
 - Roteamento: determinar a rota a ser seguida pelos pacotes (algoritmos de 
roteamento). 


Em algumas arquiteturas de rede, antes do fluxo de datagramas, dois 
hospedeiros e os devidos roteadores estabelecem uma conexão virtual, onde 
os roteadores são envolvidos. 
O serviço de conexão da camada de rede é feita entre dois hospedeiros, 
enquanto na de transporte é feita entre dois processos. 


Circuito Virtual e Redes de Datagrama 
- Redes de datagrama provêm serviços sem-conexão na camada de rede 
- Redes de circuito virtual provêm serviços de conexão na camada de rede 


Circuitos Virtuais (CV) 
- “A ligação entre a origem e o destino emula uma ligação telefônica.” 
 * Orientado ao desempenho 
 * A rede controla a conexão entre a origem e o destino 
- Estabelecimento da conexão deve preceder o envio de dados. Liberação da 
conexão após os dados. 
- Cada pacote transporta um identificador do CV, não transporta o endereço 
completo do destino. 
- Cada roteador na rota também mantém informação de estado para conexão 
que passa por ele. 
- O link e os recursos do roteador (banda, buffers) podem ser alocados por CV. 


Implementação de CV 
Um CV consiste de: 
1. Caminho da origem até o destino 
2. Números de CV, um número para cada link ao longo do caminho 
3. Entradas em tabelas de comutação em roteadores ao longo do 
caminho

- Pacotes pertencentes a um CV carregam um número do CV 
 - O número do CV deve ser trocado em cada link 
- Novos números de CV vêm da tabela de comutação 


Redes de datagrama 
 - Não existe estabelecimento de conexão na camada de rede 
- Roteadores: não existe estado sobre conexões fim-a-fim. 
* O conceito “conexão” não existe na camada de rede 
- Pacotes são encaminhados pelo endereço do hospedeiro de destino 
 * Pacotes para o mesmo destino podem seguir diferentes rotas 


Datagrama X Circuito Virtual 
 (Internet X ATM) 


Internet

- Dados trocados entre computadores 
 *serviço elástico, requisitos de atraso não críticos 
- Sistemas finais inteligentes 
 *Podem adaptar-se, realizar controle e recuperação de erros 
 *A rede é simples, a complexidade fica nas pontas 
- Muitos tipos de enlaces 
 *Características diferentes 
 * Difícil obter um serviço uniforme 


ATM

-Originário da telefonia 
-Conversação humana: 
 * tempos estritos, exigências de confiabilidade 
 *necessário para serviço garantido 
-Sistemas finais “burros” 
 *telefones 

 *complexidade dentro da rede 


A Camada de Rede 
 - Protocolo de Roteamento 
 * Escolha de caminhos 
 *RIP, OSPF, BGP (Tabela de Rotas) 
- Protocolo IP 
 * Endereçamento 
 * Formato dos datagramas 
 * Tratamento de pacotes 
- Protocolo ICMP 
 *Aviso de erros 
 *Sinalização de Rotas 
!
Formato do Datragrama IP 
- Versão do Protocolo IP 
- Tamanho Cabeçalho 
- Classe de Serviço 
- Tamanho total do datagrama 
- Campos para fragmentação/remontagem 
- Número máximo de saltos (decrementado em cada roteador) 
- Protocolo da camada superior com dados no datagrama 
- Internet Checksum 
- Campos para IP de Origem e de Destino 
- Opões (se houver) 
- Dados 
!
20 bytes do TCP | 20 a 60 bytes do IP 
!
IP Fragmentação e remontagem 
!
- Enlaces de rede têm MTU (Max. Transfer size) – maior frame que pode ser 
transportado pela camada de enlace. Tipos de enlaces diferentes possuem 
MTU diferentes. 
!
- Datagramas IP grandes devem ser divididos dentro da rede (fragmentados) 
 * Um datagrama dá origem a vários datragramas. 
 * “Remontagem” ocorre apenas no destino final 
 * O cabeçalho IP é usado para identificar e ordenar datragramas relacionados 
!
Endereçamento IP 
- Endereço IP: Identificador de 32 bits para interfaces de roteadores e 
hospedeiros. 
- Interface: Conexão entre roteador ou hospedeiro e enlace físico. 
 * Roteador tem tipicamente múltiplas interfaces 
 * Hospedeiros podem ter múltiplas interfaces 
 * Endereços IP são associados com interfaces, não com o hospedeiro ou 
com o roteador. 
!
Sub-redes 
- Endereço IP 
 * Parte da sub-rede (bits de ordem superior) 
 * Parte do hospedeiro (bits de ordem inferior) 
!
- O que é uma sub-rede? 
 * Interfaces de dispositivo com a mesma parte de sub-rede do endereço IP 
 * Podem alcançar fisicamente uns aos outros sem intervenção do roteador 
!
Receita: Para determimar as sub-redes, destaque cada interface de seu 
hospedeiro ou roteador, criando ilhas de redes isoladas. Cada rede isolada é 
considerada uma sub-rede. 
!
Endereçamento IP: CIDR 
!
CIDR: Classless InterDomain Routing 
- A porção de endereço de rede tem tamanho arbitrário 
- Formato do endereço: A.B.C.D/X, em que X é o número de bits na parte de 
rede do endereço. 
!
DHCP: Dynamic Host Configuration Protocol, obtém dinamicamente endereços 
IP de um servidor 
!
Endereçamento hierárquico: agregação de rotas 
 - O endereçamento hierárquico permite uma propagação de rotas mais 
eficiente. 
!
ICANN: Internet Corporation for Assigned Names and Numbers 
 - Aloca endereços 
 - Gerencia DNS 
 - Atribui nomes de domínios e resolve disputas 
!
!
Envio de Datagramas 
 - Emissor encapsula o datagrama em um quadro físico, mapeia o endereço IP 
de destino em um endereço físico e faz a entrega por meio do hardware de 
rede. 
 - Encaminhamento Direto 
 * É sempre o passo final de qualquer envio de datagrama. 
- Encaminhamento Indireto 
 * Envio do datagrama até o roteador mais próximo. 
!
Encaminhamento Direto 
 - Emissor compara a parte de rede do endereço IP do datagrama com seu 
próprio endereço. 
 * Se houver correspondência, o datagrama pode ser enviado 
diretamente, 
- É sempre o passo final de qualquer transmissão de datagrama 
 * O roteador final sempre se conectará diretamente á rede do host 
destino. 
!
Encaminhamento Indireto 
 - Quando um datagrama é enviado de um host a outro, ele é enviado ao 
roteador mais próximo. 
 - Os datagramas passam de roteador a roteador até alcançarem algum que 
possa fazer a entrega direta. 
 * Este é o último passo do caminho, feito de acordo com o 
encaminhamento Direto. 
 - Quando um datagrama chega no roteador 
 * Este verifica o endereço de destino e seleciona o próximo roteador ao 
longo do caminho. 
!
!
NAT: Network Address Translation 
_motivação: redes locais podem utilizar apenas um endereço IP 
 * Não é preciso alocar uma gama de endereços do ISP: apenas um endereço 
IP é usado para todos os dispositivos. 
 * Podem-se alterar os endereços dos dispositivos na rede local sem precisar 
notificar o mundo exterior. 
 * Podem-se mudar de ISP sem alterar os endereços dos dispositivos na rede 
local. 
 * Dispositivos da rede local não são explicitamente endereçãveis ou viíveis 
pelo mundo exterior (um adicional de segurança). 
!
ICMP: Internet Control Messagem Protocol 
 - Usado por computadores e roteadores para troca de informação de controle 
da camda de rede. 
 * Error reporting: hospedeiro, rede, porta ou protocolo 
 * Echo request/reply (usado pela aplicação ping) 
- Transporte de mensagens 
 * mensagens ICMP transportadas em datagramas IP 
!
- ICMP message: tipo,código, mais primeiros 8 bytes do datagrama IP que 
causou o erro. 
!
Traceroute e ICMP 
 - O transmissor envia uma série de segmentos UDP para o destino. 
 * O 1º possui TTL = 1 
 * O 2º possui TTL = 2 etc. 
 * nº de porta improvável 
!
- Quando o enésimo datagrama chega ao enésimo roteador: 
 * O roteador descarta o datagrama 
 * E envia à origem uma mensagem ICMP (type 11, code 0) 
 * A mensagem inclui o nome do roteador e o endereço IP 
 * Quando a mensagem ICMP chega, a origem calcula o RTT 
 * O tracetroute faz isso três vezes 
!
- Critérios de Interrupção 
 * O segmento UDP finalmente chega ao hospedeiro destino. 
 * O destino retorna o pacote ICMP "host unreachable" (type 3, code3). 
 * QUando a origem obtém esse ICMP, ele para. 
PROVA 02 Até Aqui!! X 
!
!
!
!
!
!
!
IPv6 
!
1998: Definido pela RFC 2460 
 * 128 bits para endereçamento 
 * Cabeçalho base simplificado 
 * Cabeçalho de extensão 
 * Identificação de fluxo de dados (QoS) 
 * Mecanismos de IPSec incorporados ao protocolo 
 * Fragmentação e remontagem realizadas apenas na origem e destino 
 * Não requer o uso de NAT, permitindo conexões fim-a-fim? 
 * Mecanismos que facilitam a configuração de redes 
Por que utilizar IPv6 hoje? 
!
A internet continua crescendo: 
 Mundo 
 * 1.966.514.815 usuários de internet 
 * 28,7 % população 
 * Crescimento de 444,8 % nos últimos 10 anos 
 * Em 2014, soma de celulares, smartphones, netbooks e modems 3G deve 
chegar a 2,5 bilhões de aparelhos. 
 
 Brasil 
 * 27% de domicílios com acesso à internet 
 * 3,5 milhões de conexões em banda larga móvel 
 * 11 milhões de conexões em banda larga fixa 
!
Demanda por endereços IPv4 também cresce (2010) 
 Restam apenas 14 blocos/8 livres na IANA, equivalente a 5,4% do total 
 O estoque de endereços deve durar mais 2 ou 3 anos 
!
Cabeçalho IPv6 
 - Mais simples 
 * 40 bytes (tamanho fixo) 
 * Apenas duas vezes maior que o da versão anterior 
 
 - Mais flexível 
 * Extensão por meio de cabeçalhos adicionais 
!
 - Mais eficiente 
 * Minimiza o overhead nos cabeçalhos 
 * Reduz o custo de processamento dos pacotes 
!
6 campos do cabeçalho Ipv4 foram removidos 
4 tiveram seus nomes e posicionamento alterados 
1 campo, Identificador de Fluxo foi acrescentado 
3 campos foram mantidos 
!
Cabeçalhos de Extensão