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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 Curso: Sistemas de informação - Disciplina: Redes de computadores - Professor: Felipe Atourassap 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 Curso: Sistemas de informação - Disciplina: Redes de computadores - Professor: Felipe Atourassap Camadas Física e de Enlace operam apenas localmente Responsável pelo processo de transmissão de um nó da rede até o próximo Internetworks 5 Curso: Sistemas de informação - Disciplina: Redes de computadores - Professor: Felipe Atourassap 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 Curso: Sistemas de informação - Disciplina: Redes de computadores - Professor: Felipe Atourassap 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 Curso: Sistemas de informação - Disciplina: Redes de computadores - Professor: Felipe Atourassap 2. Redes de circuitos virtuais e datagramas 9 Serviços orientados para a conexão Redes de circuitos virtuais Serviços não orientados para a conexão Redes de datagrama Curso: Sistemas de informação - Disciplina: Redes de computadores - Professor: Felipe Atourassap 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 Curso: Sistemas de informação - Disciplina: Redes de computadores - Professor: Felipe Atourassap 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 Curso: Sistemas de informação - Disciplina: Redes de computadores - Professor: Felipe Atourassap 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 Curso: Sistemas de informação - Disciplina: Redes de computadores - Professor: Felipe Atourassap 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) Curso: Sistemas de informação - Disciplina: Redes de computadores - Professor: Felipe Atourassap 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) Curso: Sistemas de informação - Disciplina: Redes de computadores - Professor: Felipe Atourassap 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) Curso: Sistemas de informação - Disciplina: Redes de computadores - Professor: Felipe Atourassap Redes de circuitos virtuais 16 Curso: Sistemas de informação Disciplina: Redes de computadores II Professor: Felipe Atourassap 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 Curso: Sistemas de informação Disciplina: Redes de computadores II Professor: Felipe Atourassap Redes de circuitos virtuais 18 Transferência de dados Encerramento do circuito virtual Curso: Sistemas de informação Disciplina: Redes de computadores II Professor: Felipe Atourassap 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 Curso: Sistemas de informação Disciplina: Redes de computadores II Professor: Felipe Atourassap Redes de datagrama 20 Curso: Sistemas de informação Disciplina: Redes de computadores II Professor: Felipe Atourassap Redes de datagrama 21 Curso: Sistemas de informação Disciplina: Redes de computadores II Professor: Felipe Atourassap 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 Disciplina: Redes de computadores II Professor: Felipe Atourassap 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 23 Curso: Sistemas de informação Disciplina: Redes de computadores II Professor: Felipe Atourassap 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 24 Curso: Sistemas de informação Disciplina: Redes de computadores II Professor: Felipe Atourassap 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 Curso: Sistemas de informação Disciplina: Redes de computadores Professor: Felipe Atourassap 3. Protocolo da Internet 26 Cabeçalho IPv4 Curso: Sistemas de informação Disciplina: Redes de computadores Professor: Felipe Atourassap 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 Curso: Sistemas de informação Disciplina: Redes de computadores Professor: Felipe Atourassap 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 Curso: Sistemas de informação Disciplina: Redes de computadores Professor: Felipe Atourassap Formato cabeçalho IPv4 29 Opção: Curso: Sistemas de informação Disciplina: Redes de computadores Professor: Felipe Atourassap 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) Curso: Sistemas de informação Disciplina: Redes de computadores Professor: Felipe Atourassap Classes do endereçamento do IPv4 31 Curso: Sistemas de informação Disciplina: Redes de computadores Professor: Felipe Atourassap 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 Curso: Sistemas de informação Disciplina: Redes de computadores Professor: Felipe Atourassap 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) Curso: Sistemas de informação Disciplina: Redes de computadores Professor: Felipe Atourassap Classes do endereçamento do IPv4 36 Curso: Sistemas de informação Disciplina: Redes de computadores Professor: Felipe Atourassap Atividade 37 O que aconteceria no cenário classe A, B e C? Curso: Sistemas de informação Disciplina: Redes de computadores Professor: Felipe Atourassap 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 Disciplina: Redes de computadores Professor: Felipe Atourassap 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--> Curso: Sistemas de informação Disciplina: Redes de computadores Professor: Felipe Atourassap 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 Professor: Felipe Atourassap 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 -----> Curso: Sistemas de informação Disciplina: Redes de computadores Professor: Felipe Atourassap 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? Curso: Sistemas de informação Disciplina: Redes de computadores Professor: Felipe Atourassap 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? Curso: Sistemas de informação Disciplina: Redes de computadores Professor: Felipe Atourassap 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? Curso: Sistemas de informação Disciplina: Redes de computadores Professor: Felipe Atourassap 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) Curso: Sistemas de informação Disciplina: Redes de computadores Professor: Felipe Atourassap 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 Curso: Sistemas de informação Disciplina: Redes de computadores Professor: Felipe Atourassap 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 Curso: Sistemas de informação Disciplina: Redes de computadores Professor: Felipe Atourassap Network Address Translation (NAT) 48 Resolver problema de limitação dos host Obs.: RFC’s 2663 e 3022 descreve NAT. Curso: Sistemas de informação Disciplina: Redes de computadores Professor: Felipe Atourassap Network Address Translation (NAT) 49 Tabela simples – Usando endereço IP Usando endereço IP mais número de portas Curso: Sistemas de informação Disciplina: Redes de computadores Professor: Felipe Atourassap 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
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