4 - Protocolo de rede - IP

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PROTOCOLOS DE REDES 
Protocolo de rede - IP 
 
Prof. Mateus Novaes 
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PROTOCOLO DE REDE 
 Sumário 
 Relação entre a camada de rede e enlace. 
 Tipos de entrega: broadcast, unicast, multicast e 
anycast. 
 Protocolo IPv4 
 Cabeçalho 
 Fragmentação. 
 Espaços de endereçamento e formatos. 
 Endereços reservados e privados: 
 Endereçamento IPv4 Classfull, Classless. 
 Máscaras de endereço, prefixos e sub-redes: 
 VLSM (Variable Length Subnet Mask). 
 CIDR (Classless Inter-Domain Routing). 
 
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PROTOCOLO DE REDE 
 Sumário 
 Plano de endereçamento. 
 Protocolo IPv6 
 Cabeçalho 
 Transição IPv4 -> IPv6 
 Protocolos de alocação dinâmica de endereços: 
 RARP ( Reverse Address Resolution Protocol ). 
 BOOTP. 
 DHCP ( Dynamic Host Configuration Protocol ). 
 ICMP ( Internet Control Message Protocol ). 
 Ferramentas de análise e diagnósticos: 
 Ping, Traceroute, smokeping. 
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PROTOCOLO DE REDE 
 Relação entre a camada de rede e enlace. 
 Camada de rede utiliza a camada de enlace para 
enviar seus pacotes 
 
 Cada protocolo tem seu MTU (Maximum 
Transmission Unit) 
 Ehternet 
 ATM 
 Frame Relay 
 X.25 
 
 Dados podem ser fragmentados 
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PROTOCOLO DE REDE 
 Tipos de entrega 
 Broadcast 
 Todas as estações da rede recebem o datagrama. 
 Unicast 
 Entrega diretamente para o destino 
 Multicast 
 Vários dispositivos podem receber o dado. 
 Anycast 
 Qualquer um pode receber 
 
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PROTOCOLO DE REDE 
 Protocolo IPv4 – Cabeçalho 
 Version: Controla a versão do protocolo 
 IHL: IP Header Length (Mínimo 5 e no máximo 15) 
 Múltiplo de 32bits 
 Type of service: Informar diferentes classes de serviço 
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PROTOCOLO DE REDE 
 Protocolo IPv4 – Cabeçalho 
 Total length: Tamanho total inclusive cabeçalho 
 Identification: Identificação de cada pacote 
 DF: Não fragmentar 
 MF: Mais fragmentos 
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PROTOCOLO DE REDE 
 Protocolo IPv4 – Cabeçalho 
 Fragment offset: Indica a partir de que ponto o 
fragmento começa 
 Time to live: Limitador de vida útil dos pacotes 
 Protocol: Protocolo que está utilizando o IP 
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PROTOCOLO DE REDE 
 Protocolo IPv4 – Cabeçalho 
 Header checksum: Total de verificação do cabeçalho 
 Calculado a cada salto 
 Source address: Endereço da máquina de origem 
 Destination address: Endereço da máquina de destino 
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PROTOCOLO DE REDE 
 Protocolo IPv4 – Cabeçalho 
 Options: Campo livre destinado a extensão do 
protocolo 
 Source routing 
 Record routing 
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PROTOCOLO DE REDE 
 Protocolo IPv4 – Endereçamento 
 Identificador único de uma interface de rede 
 Tamanho de 32 bits 
 Inicialmente os endereços IP foram divididos em 5 
classes 
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PROTOCOLO DE REDE 
 Protocolo IPv4 – Endereçamento 
 Classe A: 128 redes com 16 milhões de hosts 
 Classe B: 16.384 redes com 64 mil hosts 
 Classe C: 2 milhões de redes com até 256 hosts em 
cada 
 Classe D: Multicast 
 Classe E: Uso futuro 
 A distribuição dos endereços é feito pela ICANN (Internet 
Corporation for Assigned Names and Numbers) 
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PROTOCOLO DE REDE 
 Protocolo IPv4 – Endereçamento 
 Endereços públicos 
 Qualquer endereço visível publicamente. 
 Endereços privados 
 Endereços que são visíveis somente dentro de uma intranet 
 10.0.0.0 => 10.255.255.255/8 (16.777.216 hosts) 
 172.16.0.0 => 172.31.255.255/12 (1.048.576 hosts) 
 192.168.0.0 => 192.168.255.255/16 (65.536 hosts) 
 
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PROTOCOLO DE REDE 
 Protocolo IPv4 – Endereçamento 
 Divisão do endereço 
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PROTOCOLO DE REDE 
 Protocolo IPv4 – Endereçamento 
 Sub-rede 
 Criada a partir da necessidade de se criar outras redes em 
uma instituição que já possui uma classe de endereços e não 
utiliza todos os endereços disponíveis 
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PROTOCOLO DE REDE 
 Protocolo IPv4 – Endereçamento 
 Sub-rede 
 O princípio básico é retirar parte do endereço de host para 
endereçar novas redes. 
 
 Para identificar onde termina a rede e onde começa o host é 
utilizada a mascara de sub-rede. 
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PROTOCOLO DE REDE 
 Máscaras de endereço, prefixos e sub-redes: 
 Máscara de endereço 
 Conjunto de quatro octetos que indica a porção de rede e a 
porção de host de um endereço IP 
 
 VLSM (Variable Length Subnet Mask). 
 Técnica que utiliza máscaras de endereço ao invés do uso de 
classes para separar parte de host e rede de um endereço. 
 
 CIDR (Classless Inter-Domain Routing). 
 Roteamento sem classes 
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PROTOCOLO DE REDE 
 Máscaras de endereço, prefixos e sub-redes: 
 CIDR (Classless InterDomain Routing) 
 Principio é retirar as classes dos endereços e utilizar uma 
mascara para determinar parte de rede e parte de host 
 
 Escassez de endereços fez que fosse revista a política de 
entrega de classes de endereços 
 
 Novas redes recebem endereços com números de hosts 
compatíveis com o tamanho da rede que será criada 
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PROTOCOLO DE REDE 
 Máscaras de endereço, prefixos e sub-redes: 
 CIDR (Classless InterDomain Routing) 
 Roteamento sem CIDR: 
 Analisar os 4 primeiros bits para identificar a classe 
 Separar a parte de rede do endereço de destino 
 Buscar a rede de destino correspondente na tabela de 
roteamento para descobrir a interface de saída 
 
 Roteamento com CIDR: 
 Mascara-se o endereço de destino com a mascara de cada 
entrada na tabela de roteamento e compara com o 
endereço de rede 
 Vários endereços podem casar e neste caso a entrada com 
maior máscara é utilizada 
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PROTOCOLO DE REDE 
 Máscaras de endereço, prefixos e sub-redes: 
 CIDR (Classless InterDomain Routing) 
 Exemplo: 
 Para onde encaminhar o pacote com endereço 194.24.17.4 
 11000010 00011000 00010001 00000100 
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PROTOCOLO DE REDE 
 Máscaras de endereço, prefixos e sub-redes: 
 CIDR (Classless InterDomain Routing) 
 Exemplo: 
 Para onde encaminhar o pacote com endereço 194.24.17.4 
 11000010 00011000 00010001 00000100 
 
 C: 11000010 00011000 00000000 00000000 
Masc: 11111111 11111111 11111000 00000000 
 E: 11000010 00011000 00010000 00000000 
Masc: 11111111 11111111 11111100 00000000 
 O: 11000010 00011000 00010000 00000000 
Masc: 11111111 11111111 11110000 00000000 
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PROTOCOLO DEREDE 
 Máscaras de endereço, prefixos e sub-redes: 
 Sub-rede 
 Exemplo: 
 Criar 5 sub-redes a partir do endereço 192.168.1.0/24 
 Definir: 
 Faixa de endereçamento das redes 
 Endereço de broadcast 
 Endereço da rede 
 Faixa de endereços úteis 
 Quantidade de hosts por rede 
 Quantidade de redes possíveis 
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PROTOCOLO DE REDE 
 IPv6 – Cabeçalho 
 Versão: Controla a versão do protocolo. 
 Classe: Semelhante ao campo TOS do IPv4. 
 Rótulo de fluxo: Identifica um fluxo de datagramas. 
 Comprimento: Número de bytes do conteúdo. 
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PROTOCOLO DE REDE 
 IPv6 – Cabeçalho 
 Próximo cabeçalho: Identifica qual o protocolo 
receberá o conteúdo do pacote. (TCP ou UDP) 
 Saltos: Igual ao TTL do IPv4. 
 Endereço fonte e destino: Possuem 128 bits. 
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PROTOCOLO DE REDE 
 IPv6 – Alterações 
 A fragmentação é responsabilidade da origem. 
 O roteador irá retornar uma mensagem ICMPv6 de pacote 
muito grande, quando for necessário. 
 
 Não existe soma de verificação 
 Já existe na camada de enlace e transporte. 
 
 Opções 
 Não faz parte do cabeçalho padrão, mas pode ser utilizado 
como o próximo cabeçalho. 
 Cabeçalho IPv6 tem tamanho fixo de 40 bytes. 
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PROTOCOLO DE REDE 
 IPv6 – Transição IPv4 -> IPv6 
 Pilha dupla 
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PROTOCOLO DE REDE 
 IPv6 – Transição IPv4 -> IPv6 
 Túnel 
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PROTOCOLO DE REDE 
 Protocolos de alocação dinâmica de endereços: 
 RARP ( Reverse Address Resolution Protocol ). 
 Máquina que não conhecia seu endereço enviava uma 
solicitação RARP para encontrá-lo. 
 
 BOOTP (Bootstrap Protocol). 
 O uso de requisições RARP não era adequado por não trazer 
informações suficientes, assim foi criado o BOOTP para 
suprir essas necessidades. 
 Muito utilizado para carga de máquinas sem disco 
 
 DHCP ( Dynamic Host Configuration Protocol ). 
 Evolução do BOOTP 
 Permite atribuição estática e dinâmica de endereços 
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PROTOCOLO DE REDE 
 Protocolos de alocação dinâmica de endereços: 
 DHCP ( Dynamic Host Configuration Protocol ). 
 Mensagens mais comuns: 
 DHCPDISCOVER: Mensagem enviada pelo cliente para 
descobrir os servidores DHCP da rede. 
 
 DHCPOFFER: Mensagem com oferta de endereços 
enviada pelos servidores DHCP ativos na rede. 
 
 DHCPREQUEST: Mensagem enviada pelo cliente 
escolhendo a configuração de um dos servidores. 
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PROTOCOLO DE REDE 
 Protocolos de alocação dinâmica de endereços: 
 DHCP ( Dynamic Host Configuration Protocol ). 
 Mensagens mais comuns: 
 DHCPACK: Mensagem de confirmação do servidor. 
 
 DHCPNACK: Mensagem de negação de configuração. 
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PROTOCOLO DE REDE 
 ICMP (Internet Control Message Protocol) 
 Proporciona envio de informações sobre o 
funcionamento da rede 
 Enviada em pacotes IP 
 Possui conteúdo variável, mas os primeiros 32bits 
possuem o mesmo significado: 
 Tipo (8 bits) - Indica o tipo de mensagem, deste valor 
depende a constituição da parte restante da mensagem. 
 Código (8 bits) - Parâmetro dependente do tipo de 
mensagem 
 Checksum (16 bits) - Somatório de detecção de erro aplicado 
a toda a mensagem. 
 
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PROTOCOLO DE REDE 
 ICMP (Internet Control Message Protocol) 
 Os principais tipos de mensagem ICMP são: 
 Destino inatingível (Destination Unreachable) 
 Tipo 5 
 Código indica o tipo de destino não atingido: 
 0 => Rede 
 1 => Host 
 2 => Protocolo 
 3 => Porta. 
 O código 4 indica que era necessário fragmentar o 
"datagrama", mas a "flag" que o impede estava ativada. 
 O código 5 indica que foi usada a opção "source route" e 
falhou. 
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PROTOCOLO DE REDE 
 ICMP (Internet Control Message Protocol) 
 Os principais tipos de mensagem ICMP são: 
 Tempo excedido (Time Exceeded) 
 Tipo 11 
 O "datagrama" IP esgotou o tempo de vida antes de 
chegar ao destino (código=0) 
 
 Congestionamento 
 Tipo 4 
 Indica que um "gateway" ou um "host" ignorou o 
"datagrama" por esgotamento dos seus "buffers". 
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PROTOCOLO DE REDE 
 ICMP (Internet Control Message Protocol) 
 Os principais tipos de mensagem ICMP são: 
 Pedido de Eco / Resposta (Echo / Echo Reply) 
 Tipo 8 (Eco) e tipo 0 (Eco Reply) 
 Mensagem de teste de conectividade 
 
 Etiqueta Temporal / Resposta (Timestamp / Timestamp 
Reply) 
 Tipo 13 (Timestamp) e tipo 14 (Timestamp Reply). 
 Mensagem de teste de atraso entre dispositivos de rede. 
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PROTOCOLO DE REDE 
 Ferramentas de análise e diagnósticos: 
 Ping, traceroute, smokeping (medir atraso). 
 Analisadores de protocolo: 
 Wireshark. 
 Tcpdump. 
 
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