Aula 5 - Camada Redes

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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE 
CATÓLICA DE MG
Redes de computadores 
Camada de rede
Março de 2014
Felipe Atourassap (faspmg@gmail.com)
1. Introdução
2 Curso: Sistemas de informação - Disciplina: Redes de computadores - Professor: Felipe Atourassap
Camada de Transporte
Camada de Rede
Internetwork
Encapsulamento
Roteamento
Fragmentação
Endereçamento
Multicasting
Protocolos 
de 
roteamento
Resolução 
de endereços
Camada Enlace
Recebe serviços da
Fornece serviços a
1. Introdução
3
 Internetwork
 Principal serviço da camada de rede
 Interconexão lógica de diferentes redes físicas 
heterogêneas
 Encapsulamento
 O pacote encapsulado é chamado de Datagrama
 Roteamento
 Escolha entre rotas
 Fragmentação
 Roteador desencapsula o datagrama IP do frame recebido e 
encapsula em outro frame
 Endereçamento
 Endereço que permitir comunicação global
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1. Introdução
4
 Transferência de pacotes da origem para o destino
 Conhecer a topologia da subrede
 Balanceamento de fluxo
 Protocolos de rede
 Fornecem comunicação entre hospedeiros diferentes
 Serviços
 Encaminhamento
 Roteamento
 Endereçamento
 Comunicação de erros e de informações
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 Camadas Física e de Enlace operam apenas localmente
 Responsável pelo processo de transmissão de um nó da rede 
até o próximo
Internetworks
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LAN
I1
R1
LAN
I2
I3
WAN
I1
R2
I2
I1
R3
I2
LAN
Host B
Host A
LAN
Duas importantes funções da
camada de rede
6
 Repasse / encaminhamento
 Refere-se à ação local realizada por um roteador para 
transferir um pacote de um enlace de entrada para um 
enlace de saída apropriada (Kurose, 2010)
 Ex.: Cruzamento
 Roteamento
 Refere-se ao processo em âmbito geral da rede que 
determina os caminhos fim a fim que os pacotes percorrem 
desde a fonte até o destino (Kurose, 2010)
 Ex.: Planejamento da viagem
 Algoritmos de roteamento
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Tabela de roteamento
7 Curso: Sistemas de informação - Disciplina: Redes de computadores - Professor: Felipe Atourassap
Modelos de serviço de rede
8
 Entrega garantida
 Entrega garantida com atraso limitado
 Entrega para um fluxo de pacotes
 Entrega de pacotes na ordem
 Largura de banda mínima garantida
 Jitter máximo garantido
 Serviços de segurança
 Camada de rede da Internet
 Fornece um único modelo de serviço
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2. Redes de circuitos virtuais e 
datagramas
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 Serviços orientados para a conexão
 Redes de circuitos virtuais
 Serviços não orientados para a conexão
 Redes de datagrama
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Comutação
Comutação de 
circuitos
Comutação de 
pacotes
Circuitos 
Virtuais
Datagrama
Redes de circuitos virtuais
10
 Usam conexão na camada de rede
 Caminho entre a origem e o destino
 Única rota é escolhida entre transmissor e receptor
 Números de CVs
 Registros na tabela de roteamento em cada roteador ao 
longo do caminho
 Pacote portará número do CV
 Asynchronous Transfer Mode (ATM) (MFA Forum 2009; Black, 
1995) e Frame Relay
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Frame Relay
11
 Circuito virtual WAN
 Desenvolvido anos 80, início de 90
 Antes era utilizado o X.25
 Limitações do X.25
 Baixa taxa de transmissão (64kbps)
 Baseado em controle de fluxo e erros muito amplo
 Meios de transmissão muito susceptíveis a erros
 Oveherd
 Exigência de ACKs das camada de rede e enlace
 Possuía sua própria camada de rede (privado)
 Pacotes x.25
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Frame Relay
12
 Criado de modo a preencher as lacunas do X.25
 Protocolo para rede WAN
 Atinge velocidades de 1,544 Mbps a 44,376 Mbps
 Opera nas camada de físicas e enlace
 Permite rajada de dados
 Permite frames de até 9000 bytes
 Serviços mais baratos sendo comparados com os 
demais serviços da WAN
 Detecta erros somente na camada de enlace
 Sem mecanismos de retransmissão
 Taxa de transmissão por meios confiáveis 
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Arquitetura do Frame Relay
13
 Provê comunicação tanto em Circuitos Virtuais 
Permanentes (PVC) quanto em Circuitos Virtuais 
Comutados (SVC)
 Camada física 
 Não define nenhum protocolo
 Suporta qualquer protocolo 
reconhecido pela ANSI
 Camada enlace
 Emprega uma versão do HDCL
 Descarte do campo controle
 DLCI (Data Link Connection 
Identifier)
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Enlace dsadsadasdasddddddddddddddddd
Núcleo das funções 
simplificadas da 
camada de enalce
Física asddddsadsadasdasdddddddddddddddddPadrões ANSI
Arquitetura do Frame Relay
14
 FRADs (Frame Relay Assembler/Disassembler)
 Trata frames recebidos de outros protocolos
 Dispositivo a parte ou incorporado nele
 VOFR (Voz Sobre Frame Relay)
 Transmite voz pela rede Frame Relay
 Digitalizado pelo sistema PCM e comprimido logo em seguida
 Transmitido como frame de dados
 LMI (Local Management Information)
 Frame Relay projetado inicialmente para PVC
 Não possui provisões de interface de gerenciamento e controle
 Mecanismo de Keep-alive (dados fluindo na rede)
 Mecanismos de Multicast
 Mecanismo de verificação do Status do nó (nó congestionado)
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ATM (Asynchronous Transfer Mode)
15
 Protocolo de comutação de células
 Desenvolvido pelo fórum ATM e adotado pelo ITU-T
 “Highway” da informação
 Usa conceito de TDM 
 Arquitetura
 User-to-Network Interface (UNI)
 Network-to-Networt Interface (NNIs)
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Redes de circuitos virtuais
16 Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores II
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Redes de circuitos virtuais
17
 Fases que podem ser identificadas em um CV
 Estabelecimento de circuito virtual
 Especifica o endereço do receptor
 A camada de rede determina o caminho entre remetente e 
destinatário
 Transferência de dados
 Encerramento do circuito virtual
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Redes de circuitos virtuais
18
 Transferência de dados
 Encerramento do circuito virtual
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Redes Datagrama
19
 Cada pacote é tratado independentemente do outro
 Transmissão fragmentada
 Pacotes conhecidos como Datagrama
 Recebimento de pacotes fora da ordem
 Reordenação responsabilidade da camada de 
Transporte
 Não necessita da fase de estabelecimento de conexão
 Uso de endereços universais da camada de rede para 
rotearos pacotes de host a host
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Redes de datagrama
20 Curso: Sistemas de informação
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Redes de datagrama
21 Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores II
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Faixa de endereço de destino Interface da enlace
11001000 00010111 00010000 00000000
0até
11001000 00010111 00010111 11111111
11001000 00010111 00011000 00000000
1até
11001000 00010111 00011000 11111111
11001000 00010111 00011001 00000000
2até
11001000 00010111 00011111 11111111
Senão 3
Redes de datagrama
22 Curso: Sistemas de informação
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Prefixo de endereço Interface da enlace
11001000 00010111 00010 0
11001000 00010111 00011000 1
11001000 00010111 00011 2
Senão 3
Exemplos:
11001000 00010111 00010110 10100001 - Qual interface?
11001000 00010111 00011000 10101010 - Qual interface? 
Redes de datagrama
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Prefixo de endereço Interface da enlace
11001000 00010111 00010 0
11001000 00010111 00011000 1
11001000 00010111 00011 2
Senão 3
Exemplos:
11001000 00010111 00010110 10100001 - Qual interface?
Interface: 0
11001000 00010111 00011000 10101010 - Qual interface? 
Regra de concordância do prefixo mais longo – interface 1
Comparação entre CV e datagrama
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Questão Datagramas Circuitos virtuais
Configuração de circuitos Desnecessária Obrigatória
Endereçamento 
Cada pacote contém os endereços de 
origem e de destino completos 
Cada pacote contém um número de circuito 
virtual curto
Informações sobre o estado 
Os roteadores não armazenam 
informações sobre o estado das 
conexões
Cada circuito virtual requer espaço em tabelas 
de roteadores por conexão
Roteamento
Cada pacote é roteado 
independentemente 
A rota é escolhida quando o circuito virtual é 
estabelecido; todos os pacotes seguem essa 
rota
Efeito de falhas no 
roteador 
Nenhum, com exceção dos pacotes 
perdidos durante a falha
Todos os circuitos virtuais que tiverem 
passado pelo roteador que apresentou o 
defeito serão encerrados
Qualidade de 
serviço 
Difícil
Fácil, se for possível alocar recursos suficientes 
com antecedência para cada circuito virtual
Controle de 
congestionamento
Difícil
Fácil, se for possível alocar recursos suficientes 
com antecedência para cada circuito virtual
3. Protocolo da Internet
25
 O que é o endereço IP?
 É um endereço de 32 bits
 Únicos e universais 
 Parte representa rede outra parte representa host
 Classes de endereço
 Notação binária
 Octetos ou bytes
 01110101 10010101 00011101 11101010
 Notação decimal
 Cada byte restrito aos números de 0 a 255
 128.11.3.31
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3. Protocolo da Internet
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 Cabeçalho IPv4
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Formato cabeçalho IPv4
27
 Versão: 4 bits que especifica a versão do protocolo
 Comprimento do cabeçalho (IHL): 4 bits que especificam 
onde, no datagrama IP, os dados começam 
 Tipo de serviço: diferenciar as classes de serviços. 
 Baixo atraso, alta vazão ou confiabilidade
 Comprimento do datagrama: comprimento total do IP 
(cabeçalho + dado)
 Identificador: host destino determine a qual datagrama 
pertence um fragmento recém chegado
 Don’t Fragment (DF): ordem para não fragmentar
 More Fragment (MF): saber se todos os fragmentos chegaram
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Formato cabeçalho IPv4
28
 Deslocamento de fragmento: a que ponto o datagrama 
pertence. Múltiplos de 8 bytes
 Tempo de vida: contador utiliza para limitar o tempo do 
pacote
 Protocolo: processo de transporte que o datagrama deverá ser 
entregue. 6 TCP – 17 UDP (IANA Protocol Number, 2009)
 Soma de verificação do cabeçalho: confere apenas o 
cabeçalho
 Endereços de origem e destino: indicam o número da rede 
e do host
 Dados: carga útil
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Formato cabeçalho IPv4
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 Opção:
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Opção Descrição
Security
Especifíca o nível de segurança do 
datagrama
Strict source routing Mostra o caminho completo a ser seguido
Loose source routing
Apresenta uma lista de roteadores que não 
devem ser esquecidos
Record route
Faz com que cada roteador anexe seu 
endereço
Timestamp
Faz com que cada roteador anexe seu 
endereço e seu timbre de hora
Classes do endereçamento do IPv4
30
 Décadas atrás o IP usava o conceito de classes
 Meados de 90 surge o Endereçamento sem classe 
(Classless Addressing)
 Ainda hoje usa-se muitos endereços com classes 
 Endereço IP é dividido em 5 classes de 
endereçamentos: 
 A, B, C, D, E
 Cada classe de endereçamento é dividida em duas 
partes: 
 Parte da rede (netid)
 Parte do hots (hostid)
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Classes do endereçamento do IPv4
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1º byte 2º byte 3º byte 4º byte
Classe A 0 a 127
Classe B 128 a 191
Classe C 192 a 223
Classe D 224 a 239
Classe E 240 a 255
1º Bit 2º Bit 3º Bit 4º Bit
Classe: A
0
Classe: B Classe: C Classe: D Classe: E
0 0 0
1 1 1 1
Inicio
Classes do endereçamento do IPv4
32
 Classe A
 Primeiro número (byte) for entre 1 e 127
 Ex.: 10.15.14.17 / 80.25.2.2 / 37.25.25.1
 0AAAAAAA AAAAAAAA AAAAAAAA AAAAAAAA
 16.777.216 nós
 Primeiro número – representa rede
 O restante – representa número de nós
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40.25.11.3
40.25.11.2
40.25.11.4
40.25.11.5
40.25.11.6
40.25.11.7
Classes do endereçamento do IPv4
33
 Classe B
 Primeiro número (byte) for entre 128 e 191
 Ex.: 190.15.14.17 / 130.25.2.2 / 187.25.25.1
 10BBBBBB BBBBBBBB BBBBBBBB BBBBBBBB
 16.384 endereços de host
 16.368 endereços a serem atribuídos 
 Os dois primeiros número – representa rede
 Os dois últimos – representa número de nós
40.25.11.3
140.25.11.2
140.25.11.4
140.25.11.5
140.25.11.6
140.25.11.7
Classes do endereçamento do IPv4
34
 Classe C
 Primeiro número (byte) for entre 192 e 223
 Ex.: 192.15.14.17 / 213.25.2.2 / 210.25.25.1
 110CCCC cccccccc cccccccc cccccccc
 254 endereços de host
 2.096.902 endereços a serem atribuídos
 Os três primeiros número – representa rede
 Apenas o últimos – representa número de nós
40.25.11.3
200.25.11.2
220.25.11.4
220.25.11.5
200.10.116.61
220.25.11.7
Classes do endereçamento do IPv4
35
 Classe D - 1110
 Primeiro número (byte) superior 224
 Reservado para agrupamento multicast
 Somente como endereço de destino
 Classe E - 1111
 Valores iniciais acima de 240.0.0.0
 Utilizado para testes e novas implementações
 Classe dummy
 Endereços reservados
 De 10.0.0.0 a 10.255.255.255 (16.777.216 host) De 172.16.0.0 a 172.31.255.255 (1.048.576 hosts)
 De 192.168.0.0 a 192.168.255.255 (65.536 hosts)
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Classes do endereçamento do IPv4
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Atividade
37
 O que aconteceria no cenário classe A, B e C?
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Mascará de rede
38
 Serve pra definir o funcionamento da classe do 
endereço
 Ex.: 
Classe A – 255.0.0.0
Classe B – 255.255.0.0
Classe C – 255.255.255.0
Uso da mascará:
 Misturar tecnologias
 Superar limitações das tecnologias atuais
 Exceder o número de máquinas
 Reduzir o tráfego excessivo de broadcast
Curso: Sistemas de informação
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Classless Inter-Domain Routing (CIDR)
39
 Fim das classes
 10.1.0.5/24 ou 10.1.0.5 255.255.255.0
 Os primeiros 24 bits para rede
 Os últimos 8 (o que sobrou) são para host.
(10) (1) (0) (5)
0000 1010 0000 0001 0000 0000 0000 0101
<--------- 24 bits para rede --------> <-- HOST-->
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Classless Inter-Domain Routing (CIDR)
40
 Fim das classes
 10.1.0.5/24 ou 10.1.0.5 255.255.255.0
 Os primeiros 24 bits para rede
 Os últimos 8 (o que sobrou) são para host.
(10) (1) (0) (5)
0000 1010 0000 0001 0000 0000 0000 0101
<--------- 24 bits para rede --------> <-- HOST-->
(10) (1) (0) (5)
0000 1010 0000 0001 0000 0000 0000 0101
<----- 20 bits para rede -----> <----- HOST ----->
Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
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Classless Inter-Domain Routing (CIDR)
41
 Fim das classes
 10.1.0.5/20 ou 10.1.0.5 255.255.240.0
 Os primeiros 20 bits para rede
 Os últimos 12 (o que sobrou) são para host.
(10) (1) (0) (5)
0000 1010 0000 0001 0000 0000 0000 0101
<----- 20 bits para rede -----> <----- HOST ----->
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Cálculo do número de rede e de broadcast
42
 Obtendo número da rede
 Operação “AND” bit a bit
(10) (1) (0) (5)
0000 1010 0000 0001 0000 0000 0000 0101
1111 1111 1111 1111 1111 1111 0000 0000 (24 bits em 1)
 Qual número da rede?
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Cálculo do número de rede e de broadcast
43
 Obtendo número da rede
 Operação “AND” bit a bit
(10) (1) (0) (5)
0000 1010 0000 0001 0000 0000 0000 0101
1111 1111 1111 1111 1111 1111 0000 0000 (24 bits em 1)
0000 1010 0000 0001 0000 0000 0000 0000 (resposta do AND)
 Qual número da rede?
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Cálculo do número de rede e de broadcast
44
 Obtendo número da rede
 Operação “AND” bit a bit
(10) (1) (0) (5)
0000 1010 0000 0001 0000 0000 0000 0101
1111 1111 1111 1111 1111 1111 0000 0000 (24 bits em 1)
0000 1010 0000 0001 0000 0000 0000 0000 (resposta do AND)
(10) (1) (0) (0) (número da rede)
 Qual número da rede?
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Cálculo do número de rede e de broadcast
45
 Obtendo número de broadcast
 Operação “OR” bit a bit
(10) (1) (0) (5)
0000 1010 0000 0001 0000 0000 0000 0101
0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111 1111 (24 bits em 0)
0000 1010 0000 0001 0000 0000 1111 1111 (resposta do OR)
(10) (1) (0) (255)
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Como se define uma máscara de sub-rede
46
 Em um rede de classe B, se necessitarmos de 3 bits , 
configure os primeiros 3 bits (os mais à esquerda) do 
HostID a "1", passando a fazer parte do NetworkID. 
Teríamos assim o valor binário 1110 0000 que em 
decimal vale 224. Logo a máscara de sub-rede passaria 
a ser: 255.255.224.0
 N.º de sub-redes: 6
 Valor binário: 0000 0110 (são necessários 3 bits)
 Mascara em binário: 
 1111 1111 . 1111 1111 . 1110 0000 . 0000 0000
 Convertendo para decimal: 255.255.224.0
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Atividade
47
 Qual é o Nº da rede e de host?
 IP: 130.50.15.6 máscara: 255.255.252.0
 IP: 10.10.10.222 máscara: 255.255.0.0
 Qual o Nº da rede, de host e da máscara?
 IP: 200.220.171.135/28
 IP: 192.168.0.0/26
 Qual Nº IP, de rede, de host e da máscara?
 IP: 11000000.10101000.00000001.00000001
 Máscara: 11111111.11111111.10000000.00000000
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Network Address Translation (NAT)
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 Resolver problema de limitação dos host
 Obs.: RFC’s 2663 e 3022 descreve NAT.
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Network Address Translation (NAT)
49
 Tabela simples – Usando endereço IP
 Usando endereço IP mais número de portas
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Endereço privado Endereço destino
172.16.8.20 200.45.72.91
172.16.8.21 25.162.59.142
Endereço 
Privado
Porta 
Privada
Endereço
Externo
Porta 
Externa
Protocolo de 
transporte
172.16.8.20 1400 200.45.72.91 80 TCP
172.16.8.21 1401 25.168.59.142 80 UDP
172.16.8.22 1402 200.45.72.191 80 TCP
Network Address Translation (NAT)
50
 Restrições a NAT
 Viola o modelo arquitetônico do IP
 Endereço IP identifica exclusivamente uma única máquina em 
todo o mundo
 Muda características de Internet
 Passa a manter o estado da conexão, característica de redes 
orientada a conexão. Pane da NAT
 Funcionamento com UDP e TCP
 Viola o argumento fim-a-fim
 ATIVIDADE - Pesquisar qual a solução?
Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
Roteamento
51
 É necessário que todo roteador tenha uma tabela de 
roteamento
 Verifica na tabela um caminho para o destino final 
 Parece ser simples mas não é...
 Busca por novas técnicas de roteamento
 Segurança
Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
Roteamento Next-hop
52
 Técnica utilizada para diminuir o número de itens na 
tabela
 Mantém somente a informação que conduz ao próximo salto 
(hop)
 Não mantém informações sobre a rota completa
Rede
R1
Rede
R2
Rede
Baseada em rota
Destino Rota
HostB R1, R2, hostB
Baseada em next-hop
Destino Next-hop
HostB R1
Roteamento para rede especifica
53
 Trata todos os host conectados a uma mesma rede 
como uma única entrada
Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
Destino Next-hop
A R1
B R1
C R1
D R1
Destino Next-hop
A R1
Rede
R1
Rede
A
B
C
D
Destino
Roteamento Estático VS Dinâmico
54
 Tabela de roteamento Estático
 Armazena informações sobre rotas digitadas manualmente
 Tabela de roteamento Dinâmico
 Armazenas informação de rotas atualizadasautomaticamente
 Uso de protocolos de roteamento
 RIP, OSPF, BGP
Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
Protocolos da camada de rede
55
 IP
 ARP (Address Resolution Protocol)
 Endereço físico
 RARP (Reverse Address Resolution Protocol)
 ICMP (Internet Control Message Protocol)
 Controlar situações
 IGMP (Internet Group Management Protocol)
 Processos multicasting
 Sem duvidas o mais importante é o IP
 Processo de entrega Host-to-Host
 Precisa dos serviços dos demais protocolos acima
Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
Address Resolution Protocol (ARP)
56
 Obtenção de endereço físico da placa de comunicação 
de outro computador
 Endereço físico da placa de rede
 Número hexadecimal de 12 dígitos: FFF258565848
 ARP –a (permite consultar a tabela ARP armazenada no 
TCP/IP do computador)
 ARP –d (exclui um host específico por inter_addr)
 ARP –s (permite adicionar um endereço manualmente 
na tabela)
 arp –s 157.55.85.22 00-aa-00-62-c6-09
 Obs.: RFC 826 descreve o funcionamento do protocolo 
ARP.
Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
Mapeamento ARP
57
 Estático 
 Administrador de rede entra manualmente na tabela de 
endereço de um host
 Dinâmico
 Toda vez que um host possuir um dos dois endereços será 
usado um protocolo para determinar o outro
 ARP – mapeia um endereço IP no respectivo endereço MAC
 RARP – mapeia um endereço MAC no respectivo endereço IP
 Pacotes trafegam em modo Broadcast
Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
Formato do pacote ARP
58
 HTYPE (tipo de hardware): 16-bits
 PTYPE (tipo de protocolo): 16-bits
 HLEN (tamanho do endereço físico): 8-bits
 PLEN (tamanho do protocolo): 8-bits
 OPER (operação): 16-bits
 SHA (endereço físico de origem): 6-bytes
 SPA (protocolo do endereço de origem): 4-bytes
 THA (endereço físico do destino): 6-bytes
 TPA (protocolo do endereço de destino): 4 bytes
Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
Reverse Address Resolution Protocol
(RARP) e BOOTP
59
 RARP: qual endereço IP corresponde a endereço 
Ethernet? (RFC 903)
 Máquina sem disco é inicializada
 Informa o endereço Ethernet e solicita o IP
 Servidor RARP vê a solicitação e busca em seus arquivos de 
configuração
 Necessário um servidor RARP em cada rede
 Por que não acrescentar o endereço IP a imagem?
 BOOTP semelhante a RARP (RFC: 951, 1048, 1084, 1532)
 UDP
 Configuração manual que mapeia IP para Ethernet
Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
Dynamic Host Configuration Protocol
(DHCP)
60
 Atribuição manual e automática de endereços
 Não precisa estar na mesma LAN
 Informações adicionais
 Máscara de rede
 Endereço do Gateway
 Endereço do servidor DNS
 Tempo de concessão
 RFC (1533, 1534, 1542 e 2131)
Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
Negociação DHCP
61
 Processo de 4 etapas
 1ª Etapa: Descoberta do servidor DHCP
 2ª Etapa: Ofertas do servidor DHCP
 3ª Etapa: Solicitação DHCP
 4ª Etapa: DHCP ACK
Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
Negociação DHCP
62 Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
1ª Etapa: Mensagem de descoberta DHCP
Cliente envia pacote broadcast DHCP Discover
Servidor DHCPCliente DHCP
2ª Etapa: O servidor DHCP recebe a mensagem 
DHCP Discover e envia DHCP Offer (que oferece 
endereço ao cliente)
Servidor DHCPCliente DHCP
3ª Etapa: O cliente recebe a mensagem DHCP 
Offer e responde com o DHCP Request (solicita a 
reserva do enredeço IP)
Servidor DHCPCliente DHCP
4ª Etapa: O servidor responde DHCP Request
com DHCP ACK confirmando os parâmetros 
requisitados
Servidor DHCPCliente DHCP
Internet Control Message Protocol (ICMP)
63
 “Parceiro” do protocolo IP
 Criado para compensar as deficiências do IP
 Tipos de mensagens
 Relatando erros
 Não corrige erros apenas reporta
 Destino inalcançável (não pode ser roteado), Tráfego 
(congestionamento), Tempo excedido, Problemas nos 
parâmetros (ambiguidade no cabeçalho), Redirecionamento
 Mensagens de consultas
 Solicitação / resposta de eco, (determina se os 2 sistemas 
podem se comunicar), Solicitação / resposta time-stamp (tempo 
de viagem), Solicitação / resposta de máscara (Identificar rede-
subrede-host vizinhos), Solicitação / anuncio do roteador 
(ativos e em funcionamento)
Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
Internet Control Message Protocol (ICMP)
64
 Permite que 2 nós compartilhe status do IP e 
informações de erros
 Ex.: ping
Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
Tipo Código Descrição
0 0 Resposta de eco (ping)
3 0 Rede de destino inalcançável
3 1 Hospedeiro de destino inalcançável
3 2 Protocolo de destino inalcançável
3 3 Porta de destino inalcançável
3 6 Rede de destino desconhecida
3 7 Hospedeiro de destino desconhecido
4 0 Redução da fonte (controle de congestionamento)
8 0 Solicitação de eco
9 0 Anúncio do roteador
10 0 Descoberta do roteador
11 0 TTL expirado
12 0 Cabeçalho IP inválido
Atividade
65
 Configurar uma rede com DHCP
 Apresentar em sala
 Máximo de15 minutos de apresentação
 Trio
 Pesquisar para apresentar sobre a segurança dos 
protocolos de rede.
Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
IPv6
66
 Problemas do IPv4
 Uso da faixa de endereços é ineficiente
 Transmissão de áudio e vídeo em tempo real – recurso não 
encontrado no IPv4
 Criptografia e processos de autenticação de dados para 
algumas aplicações
Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
IPv6
67
 Maior faixa de endereço
 128-bits = 296
 Melhor formato do cabeçalho
 Opções separadas do cabeçalho base
 Novas opções
 Tolerância à extensão
 Suporte à alocação de recursos
 Campo tipo de serviço removido 
 Acrescentado flow label
 Suporte à segurança
 Opções de criptografia e autenticação 
Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
IPv6
68
 128-bits = 16-bytes = 32 dígitos hexadicimais
 FDEC:BA98:7654:3210:ADBF:DDFF:2922:FFFF
Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
IPv6
69
 Version (versão)
 Traffic Class (prioridade)
 Define o nível de prioridade do pacote com relação ao controle de 
congestionamento
 Flow label
 3-bytes controle especial de fluxo (áudio e vídeo)
 Payload lengh (tamanho da carga)
 Define o tamanho total do datagrama
 Next Header (próximo cabeçalho) 
 Hop limit (salto limite)
 TTL
 Source Address (endereço origem)
 Destination Address (endereço destino)
Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
4. Algoritmos de roteamento
70
 Grafo: G=(N,E)
 N=conjunto de roteadores (U, V, W, X, Y, Z). Vértices
 E=Conjunto de enlace {(U,V) (U,X) (V,W) (V,X) (X,W) 
(X,Y)(W,Y) (W,Z) (Y,Z)}. Arestas
Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
V
U
X
W
Y
Z
2
3
5
2
2
3
1
1
1
5
4. Algoritmos de roteamento
71
 Algoritmos de roteamento global
 Estado de enlace (link state)
 Algoritmos de roteamento descentralizado
 Vetor de distância
 Algoritmos de roteamento estático
 Rotas mudam pouco ao longo do tempo
 Algoritmos de roteamento dinâmico 
 Mudam os caminhos conforme alterações na topologia
 Algoritmos sensível a carga
 Algoritmos insensível à carga
Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
Algoritmo de roteamento de estado de 
enlace (LS)
 Roteamento pelo caminho mais curto (Dijkstra)
 Permite calcular o caminho mais curdo de um nó origem para 
todos os outros nós da rede
 Determinar sucessivamente os nós da rede por ordem de 
proximidade ao nó de origem
 O algoritmo usa os custos reais (não estimados) das ligações 
entre nós vizinhos
 Estes custos são comunicados por cada nó a todos os 
restantes 
72 Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
Execução do Dijkstra
73 Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
A
2
3
5
2
2
3
1
1
1
C E
F
DB
5
Execução do Dijkstra
74 Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
A
2
3
5
2
2
3
1
1
1
C E
F
DB
5
Execução do Dijkstra
75 Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
A
2
3
5
2
2
3
1
1
1
C E
F
DB
5
(2,A)
Execução do Dijkstra
76 Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
A
2
3
5
2
2
3
1
1
1
C E
F
DB
5
(2,A)
(1,A)
Execução do Dijkstra
77 Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
A
2
3
5
2
2
3
1
1
1
C E
F
DB
5
(2,A)
(5,A)
(1,A)
Execução do Dijkstra
78 Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
A
2
3
5
2
2
3
1
1
1
C E
F
DB
5
(2,A)
(5,A)
(1,A)
Execução do Dijkstra
79 Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
A
2
3
5
2
2
3
1
1
1
C E
F
DB
5
(2,A)
(5,A)
(1,A)
(4,C)
Execução do Dijkstra
80 Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
A
2
3
5
2
2
3
1
1
1
C E
F
DB
5
(2,A)
(5,A)
(1,A) (2,C)
(4,C)
Execução do Dijkstra
81 Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
A
2
3
5
2
2
3
1
1
1
C E
F
DB
5
(2,A)
(5,A)
(1,A) (2,C)
(4,C)
Execução do Dijkstra
82 Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
A
2
3
5
2
2
3
1
1
1
C E
F
DB
5
(2,A)
(5,A)
(1,A) (2,C)
(4,C) (3,E)
Execução do Dijkstra
83 Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
A
2
3
5
2
2
3
1
1
1
C E
F
DB
5
(2,A)
(5,A)
(1,A) (2,C)
(4,C) (3,E)
(4,E)
Execução do Dijkstra
84 Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
A
2
3
5
2
2
3
1
1
1
C E
F
DB
5
(2,A)
(5,A)
(1,A) (2,C)
(4,C) (3,E)
(2,E)
Execução do Dijkstra
85 Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
A
2
3
5
2
2
3
1
1
1
C E
F
DB
5
(2,A)
(5,A)
(1,A) (2,C)
(4,C) (3,E)
(2,E)
Execução do Dijkstra
86 Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
A
2
3
5
2
2
3
1
1
1
C E
F
DB
5
(2,A)
(5,A)
(1,A) (2,C)
(4,C) (3,E)
(2,E)
Execução do Dijkstra
87 Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
A
2
3
5
2
2
3
1
1
1
C E
F
DB
5
(2,A)
(5,A)
(1,A) (2,C)
(4,C) (3,E)
(2,E)
Execução do Dijkstra
88 Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
A
2
3
5
2
2
3
1
1
1
C E
F
DB
5
(2,A)
(5,A)
(1,A) (2,C)
(4,C) (3,E)
(4,E)
Execução do Dijkstra
89 Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
A
C E
F
DB
Atividade - 1
90
 Calcule o melhor caminho a partir do nó D. O caminho 
mais curto será o mesmo?
Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
A
2
3
5
2
2
3
1
1
1
C E
F
DB
5
Atividade - 2
91
 Calcule o caminho mais curto seguindo o algoritmo de 
Dijkstra
Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
A
C F
D
EB G
I
H
2
7
2 9
4
3
6
3
5
1
8
1
3
Atividade - 3
92
 Calcule o caminho mais curto seguindo o algoritmo de 
Dijkstra
Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
A
C D
EB
2
4 1 6
4
5
1
2
Roteador com vetor de distância (DV)
93
 Algoritmo de roteamento distribuído de Bellman-Ford 
1957
 Algoritmo de Ford-Fulkerson 1962
 Originalmente utilizado na ARPNET
Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
Vetor de distância (DV)
94 Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
A
D E C
B
5
2
3 4
6
1
A para Link
A Local
B 1
C ∞
D 3
E ∞
D para Link
D Local
A 3
B ∞
C ∞
E 6
E para Link
E Local
A ∞
B 4
C 5
D 6
B para Link
B Local
A 1
C 2
D ∞
E 4
C para Link
C Local
A ∞
B 2
D ∞
E 5
Vetor de distância (DV)
95 Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
A
D E C
B
5
2
3 4
6
1
A para Link
A Local
B 1
C ∞
D 3
E ∞
D para Link
D Local
A 3
B ∞
C ∞
E 6
E para Link
E Local
A ∞
B 4
C 5
D 6
B para Link
B Local
A 1
C 2
D ∞
E 4
C para Link
C Local
A ∞
B 2
D ∞
E 5
Vetor de distância (DV)
96 Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
A
D E C
B
5
2
3 4
6
1
A para Link
A Local
B 1
C 3
D 3
E 5
D para Link
D Local
A 3
B ∞
C ∞
E 6
E para Link
E Local
BA 5
B 4
C 5
D 6
B para Link
B Local
A 1
C 2
D ∞
E 4
C para Link
C Local
BA 3
B 2
D ∞
E 5
Vetor de distância (DV)
97 Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
A
D E C
B
5
2
3 4
6
1
A para Link
A Local
B 1
C 3
D 3
E 5
D para Link
D LocalA 3
B ∞
C ∞
E 6
E para Link
E Local
BA 5
B 4
C 5
D 6
B para Link
B Local
A 1
C 2
D ∞
E 4
C para Link
C Local
BA 3
B 2
D ∞
E 5
Vetor de distância (DV)
98 Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
A
D E C
B
5
2
3 4
6
1
A para Link
A Local
B 1
C 3
D 3
E 5
D para Link
D Local
A 3
B ∞
C ∞
E 6
E para Link
E Local
BA 5
B 4
C 5
D 6
B para Link
B Local
A 1
C 2
D ∞
E 4
C para Link
C Local
BA 3
B 2
D ∞
E 5
Vetor de distância (DV)
99 Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
A
D E C
B
5
2
3 4
6
1
A para Link
A Local
B 1
C 3
D 3
E 5
D para Link
D Local
A 3
B 10
C 11
E 6
E para Link
E Local
BA 5
B 4
C 5
D 6
B para Link
B Local
A 1
C 2
D ∞
E 4
C para Link
C Local
BA 3
B 2
D 11
E 5
Atividade - 1
100 Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
A
2
3
5
2
2
3
1
1
1
C E
F
DB
5
 Utilizando o Vetor de Distância
Atividade - 2
101
 Utilize o Vetor de Distância
Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
A
C D
EB
2
4 1 6
4
5
1
2
Algoritmos Estático de inundação 
(flooding)
102
 Cada pacote é enviado a todas as portas de saídas
 Vasta quantidade de pacotes na rede
 Tempo de vida do pacote
 Utilizado por aplicações militares
 Atualizações de banco de dados distribuídos
 Redes sem fio
Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
Algoritmos Estático de inundação 
(flooding)
103 Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
A
C E
F
DB
 Utilizando o Vetor de Distância
Algoritmos Estático de inundação 
(flooding)
104 Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
A
C E
F
DB
 Utilizando o Vetor de Distância
Algoritmos Estático de inundação 
(flooding)
105 Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
A
C E
F
DB
 Utilizando o Vetor de Distância
Algoritmos Estático de inundação 
(flooding)
106 Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
A
C E
F
DB
 Utilizando o Vetor de Distância
Roteamento hierárquico
107 Curso: Sistemas de informação
Disciplina: Redes de computadores
Professor: Felipe Atourassap
 Motivo do uso
 Aumento das tabelas de roteamento
 Maior processamento para percorrer tabelas
 Escala e autonomia administrativas
 Como é utilizado
 Roteadores são divididos em “regiões”
 Roteadores específicos tem ligação 
com outra região
 Fatores negativos
 Aumento do comprimento 
do caminho
 Roteadores de borda