Aula 04 A Camada de Rede

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A Camada de Rede
A Camada de Rede
Realiza o transporte do pacote da estação remetente à receptora. 
Para tal, todas as estação e equipamentos no caminho necessitam ter o mesmo protocolo de rede.
Todo o transporte de pacotes, desde a origem até o destino, passando por todo um caminho que pode conter vários nós e sub-redes.
Estrutura - Rede de Computadores
Dispositivos Finais (hosts):
Desktop; Notebook; Telefone IP; PDA (palmtop); Telefone Celular; Impressora; Câmera, etc.
Dispositivos Intermediários: 
Hub; Switch; Roteadores; repetidor; Access Point; Bridge; Firewall; Modem, etc.
Meio físico:
Cabo de Cobre; Cabo de Fibra; Ondas de Rádio, etc.
* ISP: Internet service provider
Estrutura - Rede de Computadores
Dispositivos finais: também conhecidos como hosts, são os computadores, os telefones, as impressoras de rede ou quaisquer dispositivos utilizados pelo usuário final.
Dispositivos intermediários: são os dispositivos que direcionam o caminho dos dados sem, contudo, alterá-los, como, por exemplo, os hubs, os switches e os roteadores.
A Camada de Rede - Funções
Determinação do caminho: rota seguida por pacotes da origem ao destino - algoritmos de roteamento.
Comutação: mover pacotes dentro do roteador da entrada à saída apropriada. 
Estabelecimento da chamada: algumas arquiteturas de rede requerem que se determine o caminho antes de enviar os dados.
A Camada de Rede - Serviços
A camada de rede pode fornecer dois tipos de serviços:
Circuito virtual: orientado à conexão
Datagrama: não orientado à conexão
A Camada de Rede - Serviços
Circuito Virtual (CV)
A rota origem-destino se comporta de forma similar a um circuito telefônico.
Ocorre o estabelecimento de cada chamada antes do envio dos dados.
Cada pacote carrega identificação do CV e não endereços de origem e de destino.
Cada roteador, ao longo da rota, deve manter informações do estado de cada conexão estabelecida.
A Camada de Rede - Serviços
Datagrama
O modelo da Internet
Não requer estabelecimento de chamada na camada de rede.
Roteadores: não guardam estado sobre conexões fim a fim.
Não existe o conceito de "conexão" na camada de rede.
Pacotes são roteados tipicamente usando endereços de destino.
Dois pacotes entre o mesmo par origem-destino podem seguir caminhos diferentes.
Protocolo IP
Na arquitetura TCP/IP, a camada de rede é denominada inter-rede e seu protocolo mais importante é o IP, que, devido à popularização da Internet, tornou-se o protocolo-padrão de fato para a camada 3(rede).
O protocolo IP é um protocolo de datagrama, sem conexão, considerado de melhor esforço, ou seja, ele “jura de pés juntos” que fará o melhor possível para entregar o pacote enviado, mas não garante nada, nem a entrega nem a integridade dos dados enviados. 
Provê desta forma um serviço não confiável, cabendo às camadas superiores (transporte e/ou aplicação) garantir a confiabilidade da entrega e a integridade dos dados.
Protocolo IP
O protocolo IP fornece:
Um esquema de endereçamento lógico independentemente do endereçamento da camada de enlace e da topologia física da rede;
O roteamento dos pacotes pela rede, ou seja, a determinação do caminho entre as redes de origem e de destino.
Protocolo IP
Os ativos de rede responsáveis por interligar duas ou mais redes distintas são chamados de roteadores.
Ativos de redes são equipamentos que geram ou regeneram sinais em uma rede como hubs, switches e roteadores.
Endereço IP
Um endereço IP é formado por 32 bits (4 bytes), em que cada byte é chamado de octeto, ou seja, o endereço IP é formado por 4 octetos.
O endereço IP funciona como o identificador lógico para uma interface de rede, caracterizando-se como um endereço hierárquico, pois a partir dele podemos concluir em qual rede a máquina está (id de rede ou network id) e qual o identificador da máquina naquela rede (id host ou host id).
Endereço IP
O endereço IP utiliza uma notação chamada notação decimal pontuada, em que cada octeto é representado por um número decimal (de 0 a 255) separados por um ponto ".".
Por exemplo o endereço: 208.245.28.131.
Um octeto pode possuir valores de 0 a 255 em decimal, já que em binário pode ir de 00000000 (8 zeros) a 11111111 (8 uns).
Conforme o exemplo acima o valor de cada octeto em binário seria: 11010000.11110101.00011100.10000011
Endereçamento por classes (classfull)
A forma original encontrada para determinar a porção rede e a porção host do endereço foi adotar classes de endereço.
As classes originalmente utilizadas na Internet são A, B, C, D e E, conforme mostrado na tabela 4.2.
As classes A, B e C são utilizadas para endereçar host. 
A classe D é uma classe especial para identificar endereços de grupo (multicast) e a classe E é reservada.
Endereçamento por classes (classfull)
Endereçamento por classes (classfull)
Alguns endereços são reservados para funções especiais:
Em cada rede A, B ou C, são reservados o primeiro endereço (Rede) e o último (Broadcast), sendo que eles não podem, portanto, serem usados por interfaces de rede, ou seja, host.
Endereço de rede: Identifica a própria rede e não uma interface de rede específica, representado por todos os bits de host id com o valor zero.
Exemplos de endereços:
19.0.0.0 - identifica a rede 19 (endereço classe A).
139.40.0.0 - identifica a rede 139.40 (endereço classe B).
199.27.90.0 - identifica a rede 199.27.90 (endereço classe C).
Endereçamento por classes (classfull)
Alguns endereços são reservados para funções especiais:
Endereço de broadcast: Identifica todas as máquinas na rede específica, representado por todos os bits de host id com o valor um. 
Exemplos de endereços:
19.255.255.255 - endereço de broadcast na rede 19.0.0.0
139.40.255.255 - endereço de broadcast na rede 139.40.0.0
199.27.90.255 - endereço de broadcast na rede 199.27.90.0
Endereçamento por classes (classfull)
Alguns endereços são reservados para funções especiais:
Endereço de broadcast limitado: identifica um broadcast na própria rede, sem especificar a que rede pertence, representado por todos os bits do endereço iguais a um = 255.255.255.255.
Endereço de loopback: também chamado localhost: identifica a própria máquina. Serve para enviar uma mensagem para a própria máquina rotear para ela mesma, ficando a mensagem no nível IP, sem ser enviada à rede. Este endereço é 127.0.0.1. Permite a comunicação interprocessos (entre aplicações) situados na mesma máquina.
Endereçamento – Especiais
Endereço de rede e de broadcast
Loopback: 127.0.0.1 (127.0.0.0 – 127.255.255.255)
Rota padrão: 0.0.0.0/8 (0.0.0.0 – 0.255.255.255)
Endereços locais de link: 169.254.0.0/16 (169.254.0.0 – 169.254.255.255)
RFC 5735  endereços especiais
Rota padrão:é uma “rota genérica” que informa que, se o Switch não possuir uma rota especifica para o destino em sua tabela de roteamento, o pacote será encaminhado para o próximo roteador.
A Internet Assigned Numbers Authority (IANA) reservou o intervalo de endereços 169.254.0.0 – 169.254.255.255 para o endereçamento IP privado automático.
http://www.softdownload.com.br/como-configurar-um-ip-fixo-estatico-windows-7-8-10.html
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Endereçamento por classes (classfull)
Endereçamento por classes (classfull)
Endereçamento por classes (classfull)
Uma rede classe A pode ser adjacente a uma classe C ou B e vice-versa. Cabe ao roteamento encontrar o caminho entre as diversas redes.
Podemos desta forma definir rede IP como um conjunto de computadores (hosts) com o mesmo ID de rede e se encontram em um mesmo domínio de broadcast.
Domínio de Broadcast
Endereçamento IPv4 público e privado
Endereçamento IPv4 público e privado
Endereçamento por classes (classfull)
NAT: Network Address Translation
datagramas com origem ou destino
nesta rede possuem endereço
10.0.0/24 para origem, destino
(usualmente)
Todos os datagramas que saem da rede local possuem o mesmo e único endereço IP do NAT de origem: 138.76.29.7,
números diferentes de portas de origem
10.0.0.110.0.0.2
10.0.0.3
10.0.0.4
138.76.29.7
rede local
(ex.: rede doméstica)
10.0.0/24
restante da
Internet
 RFC 2663 e RFC 3022.
Endereço IP - Atribuição Manual
https://pplware.sapo.pt/tutoriais/enderecamento-ip-%E2%80%93-quando-configurar-o-gateway/
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Endereço IP - Atribuição Dinâmica
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Endereço de Gateway
MÁSCARAS DE SUB-REDE
A máscara de rede diferencia a identificação da rede da identificação do host. Usado para especificar se um host de destino pertence a uma rede local ou a uma rede remota.
Cada host em uma rede requer uma máscara de sub-rede ou uma máscara padrão a qual é usada quando a rede não é dividida em sub-rede.
https://pplware.sapo.pt/tutoriais/enderecamento-ip-%E2%80%93-quando-configurar-o-gateway/
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MÁSCARAS PADRÃO - CLASSFULL
End. Classe
Bits usado por masc. Sub-rede
Notação decimal
A
11111111 00000000 00000000 00000000
255.0.0.0
B
11111111 11111111 00000000 00000000
255.255.0.0
C
11111111 111111111111111100000000
255.255.255.0
MÁSCARAS PADRÃO
Exemplo:
Classe C
Endereço IP: 192.168.10.1
Máscara de Sub-rede: 255.255.255.0
Id de rede: 192.168.10.0
Id de host: R.R.R.1
Observações:
Todos os bits que correspondem o id de rede são 1;
Todos os bits que correspondem o id de host são 0;
O valor total em decimal de cada octeto é 255.
EXERCÍCIOS
Identifique a classe dos endereços, a máscara de rede padrão, a parte do endereço IP que identifica a rede e a que identifica o host.
A. 10.85.1.254
Classe:
Máscara de rede:
Identificação da rede:
Identificação do host:
 
B. 192.166.0.1
Classe:
Máscara de rede:
Identificação da rede:
Identificação do host:
EXERCÍCIOS
C. 200.233.10.21
Classe:
Máscara de rede:
Identificação da rede:
Identificação do host:
 
D. 0.0.1.1
Classe:
Máscara de rede:
Identificação da rede:
Identificação do host:
EXERCÍCIOS
E. 1.2.3.4
Classe:
Máscara de rede:
Identificação da rede:
Identificação do host:
 
F. 10.256.255.254
Classe:
Máscara de rede:
Identificação da rede:
Identificação do host: