Protocolo IP

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AULA 2: PROTOCOLO IP 
Protocolos de roteamento 
PROTOCOLOS DE ROTEAMENTO 
Aula 02: Protocolo IP 
AULA 2: PROTOCOLO IP 
Protocolos de roteamento 
Temas/objetivos desta aula 
PROTOCOLO IP 
1 
PRÓXIMOS 
PASSOS 
DATAGRAMA IPV4; 
 
2 
FRAGMENTAÇÃO IP. 
3 
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Protocolos de roteamento 
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... 
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Camada de rede na internet 
• Internet Control Message Protocol (ICMP): 
• Gera mensagens de erro e controle do protocolo IP 
• Internet Group Management Protocol (IGMP) 
• Address Resolution Protocol (ARP): 
• Resolve endereços de inter-rede em intra-rede. 
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Características do IP(TCP/IP) 
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Protocolos de roteamento 
Características do protocolo de IP - IP — sem conexão 
pode 
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Protocolos de roteamento 
Características do protocolo de IP - IP — entrega de melhor esforço 
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Características do protocolo de IP - IP — independente de meio físico 
ótica 
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Pacote IPv4 encapsulamento de IP 
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Datagrama IP 
Cabeçalho do
datagrama
Campo de dados do datagrama
Cabeçalho do
quadro
Campo de dados do quadro
Camada de rede
Camada de enlace
de dados
• Conceito: Denominação dada à unidade de dados do protocolo de rede IP. Os datagramas são 
transportados no campo de dados dos quadros da camada de enlace de dados, em um processo 
conhecido como encapsulamento. 
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Datagrama IP 
Todos os campos do cabeçalho são de tamanho fixo, com exceção dos campos OPÇÕES e PADDING 
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Datagrama IP 
Versão: (4 bits) indica a versão do protocolo 
IP sendo usada, o que determina o formato 
do cabeçalho 
Ex.: IPv4, IPv6 
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Datagrama IP 
IHL - Internet Header Length : 
indica o tamanho do cabeçalho em no. de 
palavras de 32 bits, indicando o início do 
campo de dados 
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Datagrama IP 
Tipo de Serviço (TOS): (8 bits) especifica a 
qualidade do serviço que deve ser prestado 
pelas redes por onde passar o datagrama: 
na teoria, podem ser especificados o 
Retardo, o Desempenho, a Confiabilidade 
etc.; 
na prática, os roteadores não processam 
estes parâmetros, ignorando esse campo. 
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Datagrama IP – Tipo de serviço 
 Procedência (3 bits): 
indica a procedência do datagrama 0 (procedência normal) a 7 (controle de rede) 
 
Tipo de transporte : 
• D (1 bit): solicita um mínimo de atraso na transmissão (intervalo baixo) 
• T (1 bit) alta capacidade — throughput 
• R (1 bit) mais confiabilidade na transmissão 
 
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Datagrama IP 
Comprimento Total (16 bits): 
 header + dados: 
• composto de 16 bits: tamanho máximo 
do datagrama é 65.535 bytes; 
• todos computadores na internet devem 
estar preparados para aceitar datagramas 
de 576 bytes. 
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Datagrama IP 
Identificação, flags e offset de fragmento: 
• Fragmentação 
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Datagrama IP 
Tempo de vida (8 bits): 
indica o tempo máximo que o datagrama pode 
trafegar na rede: 
• este tempo é decrementado em cada 
gateway de acordo com o tempo gasto para 
processá-lo; 
• quando o campo atinge valor = 0 seg, o 
datagrama é descartado (evita loop infinito). 
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Protocolo (8 bits): 
• indica o protocolo do nível superior(especifica 
o formato da área de dados). 
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Datagrama IP 
Checksum (16 bits): 
• é utilizado para garantir a integridade dos 
dados que constituem o cabeçalho do 
datagrama, cabe ao nível de transporte 
garantir a integridade dos dados. 
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Datagrama IP 
Endereço Origem e Destino (32 bits): 
identificam a fonte e o destino. 
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Datagrama IP 
Opções: 
tamanho variável e não é obrigatório: 
• usado para testes e depuração da rede; 
• -classe (controle, indicação de erros, medição 
e testes); 
• nr. da opção (identificam as funções 
auxiliares). 
 
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Datagrama IP 
padding: 
(tamanho variável) usado para garantir que o 
comprimento do cabeçalho do datagrama seja 
sempre múltiplo de 32 bits 
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Cabeçalhos IPv4 de amostra 
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Datagrama IP 
Fragmentação: 
Cada tecnologia de rede possui um tamanho de pacote diferente : 
• Ethernet: 1500 octetos 
• ATM: 53 octetos 
• FDDI: 4500 octetos 
Os datagramas permanecem fragmentados até o destino final. 
 
 
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Datagrama IP 
identificação flag offset 
Campos de Fragmentação 
 
 
• Identificação (16 bits): contém o número que identifica o datagrama 
 
este campo é copiado nos headers dos fragmentos para permitir que o destinatário saiba a qual 
datagrama original os fragmentos pertencem. 
 
 
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Datagrama IP 
Campos de Fragmentação 
 
 
• fragment offset (13 bits): 
• indica a posição do fragmento no datagrama original, numerando a partir do 0 (zero); 
• um datagrama original de 1400 octetos. 
• segmentado em 3 partes: 
 1) fragment offset = 0; 
 2) fragment offset = 600; 
 3) fragment offset = 1200. 
identificação flag offset 
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Datagrama IP 
identificação flag offset 
Campos de Fragmentação 
 
 
• flags (3 bits): cada um com uma função específica 
• bit 0 (DF - don’t fragment ): quando setado, significa que o datagrama não pode ser fragmentado; 
• bit 1 e 2 (MF - more fragments): setado significa que existem mais fragmentos. 
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Fragmentação 
• Cada fragmento recebe uma cópia do header IP do datagrama original e uma porção de dados 
 Header IP Dados 
 Header IP Dados Frag #1 
 Header IP Dados Frag #1 
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Fragmentação 
• No header IP dos fragmentos alteram-se os campos 
• Flags, Fragment Offset, Total Length 
 Header IP Dados 
 Header IP Dados Frag #1 
 Header IP Dados Frag #1 Fr
ag
m
en
to
s 
Original 
ID = xxxx 
DF = 0 MF =1 OFSSET = 0 
ID = xxxx 
DF = 0 MF = 0 OFSSET = 0+Tam FRAG #1 
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Fragmentação — exemplo 
R1 R2 
MTU = 3000 bytes MTU = 1000 bytes MTU = 1500 bytes 
1 Datagrama Origem 
3000 bytes 
3 fragmentos de 
1000 bytes 
3 fragmentos de 
1000 bytes 
ID = 12345, DF = 0 MF = 0 
Offset = 0, len = 3000 
ID = 12345, DF = 0 MF = 1 
Offset = 0, len = 1000 
ID = 12345, DF = 0 MF = 1 
Offset = 1000, len = 1000 
ID = 12345, DF = 0 MF = 0 
Offset = 2000,len = 1000 
ID = 12345, DF = 0 MF = 1 
Offset = 0, len = 1000 
ID = 12345, DF = 0 MF = 1 
Offset = 1000, len = 1000 
ID = 12345, DF = 0 MF = 0 
Offset = 2000, len = 1000 
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Fragmentação com DF = 1 
R1 
MTU = 3000 bytes MTU = 1000 bytes 
1 Datagrama Origem 
3000 bytes 
0 fragmentos 
Retorno ICMP 
ID = 12345, DF = 1 MF = 0 
Offset = 0, len = 3000 
ID = 12345, DF = 1 MF = 0 
Offset = 0, len = 3000 
Datagrama 
Descartado !!! 
 
ICMP – Destination Unreachable 
Fragmentation Needed and DF = 1 
ICMP – Destination Unreachable 
Fragmentation Needed and DF = 1 
Recebido pela origem do datagrama 
Se Offse t == 0 icmp 
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Remontagem 
• Fragmentos são remontados somente no destino 
• Roteadores intermediários não devem remontar datagramas 
• Gasto de memória e processamento; 
• Comutação de pacotes = fragmentos com rotas diferenciadas. 
 
• Tempo máximo para remontagem 
• Se faltam fragmentos e o tempo se esgota, os fragmentos são descartados; 
• Destino envia para origem um ICMP de Time Exceeded. 
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Fragmentação & remontagem 
 
Origem 
N. 7 
N. 4 
N. 3 
N. 2 
N. 1 
Destino 
N. 7 
N. 4 
N. 3 
N. 2 
N. 1 
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Datagrama IP - Exemplo de fragmentação 
• um datagrama original com 1400 octetos para trafegar em uma rede com Maximum Transfer Unit - MTU = 620 
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Fragmentação de datagramas 
cabeçalho 
datagrama 
dado 1 
600 octetos 
dado 2 
600 octetos 
dado 3 
200 
cabeçalho 
datagrama 
dado 1 
600 octetos 
cabeçalho 
datagrama 
dado 2 
600 octetos 
cabeçalho 
datagrama 
d 3 
200 
Fragmento 1 (offset 0) 
Fragmento 2 (offset 600) 
Fragmento 3 (offset 1200) 
Fragmentação ocorre por diferentes MTU na rota. 
MTU — Maximum Transfer Unit 
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Controle IP – Fragmentação 
Identifica o datagrama 
Indicando que existe 
mais fragmentos 
Indica a posição do 
fragmento em relação 
ao datagrama 
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Controle IP – Fragmentação 
Indicando que não tem mais 
fragmentos, deste 
datagrama e a sua posição 
no datagrama final. 
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Assuntos da próxima aula: 
 
 
Endereço IP; 
 
Divisão de Sub-redes; 
 
VLSM. 
 
AVANCE PARA FINALIZAR 
A APRESENTAÇÃO.