Aula 06
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Protocolos de Redes e de Computadores
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CCT0300 \u2013 PROTOCOLOS DE REDES E DE COMPUTADORES
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Protocolos de Redes e de Computadores
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Objetivo
O aluno deverá ser capaz de:
\u2022 Compreender a relação entre a camada de rede e as camadas de
enlace (inferior ) e a camada de transporte ( superior );
\u2022 Conhecer o papel da camada de rede \u2013 repasse e roteamento;
\u2022 Conceituar uma rede de datagramas;
\u2022 Entender o funcionamento básico de um roteador;
\u2022 Conhecer os modos de transmissão existente na camada de rede;
\u2022 Entender os principais componentes e funções existentes no
cabeçalho do quadro IP;
\u2022 Compreender a necessidade de fragmentação de datagramas e o
MTU das tecnologias de subnetwork (camada de enlace).
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Conteúdo
\u2022 4.1 Relação entre a camada de rede e enlace;
\u2022 4.2 Tipo de entrega do datagrama: broadcast, unicast, multicast e
anycast;
\u2022 4.3 IPv4 4.4 Formato do datagrama IP e os seus campos;
\u2022 4.5 Fragmentação.
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Características do IP
\uf0a7 Sistema de entrega fim-a-fim
\uf0a7 É um protocolo 
\uf0a7 Não orientados à conexão
\uf0a7 Sem controle de erros e sem reconhecimento
\uf0a7 Isso significa que o protocolo IP não executa:
\u2022 Controle de erros sobre os dados da aplicação
\u2022 Controle de fluxo 
\u2022 Sequenciamento de dados
\u2022 Entrega ordenada
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Características do IP
\uf0a7 Serviço de entrega: Best-effort
\uf0a7 Os pacotes não são descartados sumariamente, o protocolo torna-se 
não confiável somente quando há exaustão de recursos
\uf0a7 Datagrama de tamanho variável
\uf0a7 IPv4: tamanho máximo 64 Kbytes
\uf0a7 Provê envio e recebimento
\uf0a7 Erros: ICMP
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Frame IP
Version HLEN Service Type Total Length
Identification Flags Fragment Offset
Time to Live (TTL) Protocol Header Checksum
Source IP Address
Destination IP Address
IP Options (if any) Padding
0 4 8 16 19 24 31
Data
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Campos IP
\uf0a7 Version (4 bits)
\uf0a7 HLEN (4 bits)
\uf0a7 Tamanho em no. de palavras de 32 bits
\uf0a7 Header sem opções: 5 (20 bytes)
\uf0a7 Header com opções: tamanho máximo 15 (60 bytes)
\uf0a7 Service Type
\uf0a7 Confiabilidade, precedência, atraso e throughput
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Campos IP
\uf0a7 Total Length (16 bits)
\uf0a7 tamanho do header + área de dados
\uf0a7 Identification (16 bits)
\uf0a7 Identifica de forma única um pacotes IP
\uf0a7 Flags (3 bits)
\uf0a7 More Fragments (MF)
\uf0a7 Don´t Fragment (DF)
\uf0a7 Reserved
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Campos IP
\uf0a7 Fragment Offset (13 bits)
\uf0a7 Múltiplo de byte
\uf0a7 Time to Live (8 bits)
\uf0a7 Protocol ( 8 bits)
\uf0a7 Próximo nível a receber dados (protocolo que está encapsulado 
no frame IP)
\uf0a7 ICMP (1), TCP (6), UDP (17)
\uf0a7 Header Checksum (16 bits)
\uf0a7 Soma dos complementos de 1 de blocos de 16 bits, contendo 
informações do header do IP
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Campos IP
\uf0a7 Endereço Origem (32 bits)
\uf0a7 Origem dos dados
\uf0a7 Não é alterado ao longo da transmissão
\uf0a7 Endereço Destino (32 bits)
\uf0a7 Destino dos dados 
\uf0a7 Não é alterado ao longo da transmissão
\uf0a7 Opções (variável)
\uf0a7 Security, source route, record route, stream id (used for voice) for 
reserved resources, timestamp recording
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Campos do IP
\uf0a7 Padding (variável)
\uf0a7 Faz com que o header seja múltiplo de 4
\uf0a7 Data (variável) 
\uf0a7 Data + header < 65,535 bytes
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Type of Service
\uf0a7 TOS (Type of Service)
\uf0a7 Especifica como o Datagrama deve ser tratado
\uf0a7 Divisão Original
Precedence D T R Unused
0 3 4 5 6
\u2013 Precedence: importância do datagrama
\u2013 D: baixo atraso
\u2013 T: alto throughput
\u2013 R: alta confiabilidade
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IP Options
\uf0a7 O campo de opções do protocolo IP é opcional
\u2013 Inicia após o endereço do destino
\u2013 Pode estender o header do IP até o tamanho máximo de 60 bytes
\uf0a7 Formato do campo de opções
COPY OPTION CLASS OPTION NUMBER
0 1 3
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IP Options
\uf0a7 Copy (1 bit)
\u2013 Controla como os roteadores tratam as opções durante o processo de 
fragmentação
\uf0a7 Option Class (2 bits)
\u2013 Especifica a classe geral de opções
0 Controle da rede ou datagrama
1
2
3
Reservado
Depuração
Reservado
Option Class Descrição
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IP Options
\uf0a7 Option Number (5 bits)
\u2013 Especifica uma classe 
específica dentre da 
classe geral
Option Number Descrição
1
2
3
7
8
9
11
12
4
18
No operation
Security
Loose Route
Recorde Route
Stream Identifier
Strict Source Route
MTU Probe
MTU Reply
Timestamp
Traceroute
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Record Route Option
\uf0a7 Provê uma forma de monitorar como os datagramas são roteados
\uf0a7 Cada roteador que \u201croteia\u201d o datagrama acrescenta seu endereço IP ao 
campo de opções
CODE LENGTH POINTER 
FIRST IP ADDRESS 
SECOND IP ADDRESS 
... 
0 8 16 24 31
copy + option class + option number = CODE (1 byte)
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Code e Pointer
\u2022 Code ( 8 bits)
\u2013 Representa os campos copy, option class e option number
\u2022 Exemplo: 
copy = 0, option class = 0, option number = 7 code = 7
copy = 1, option class = 0, option number = 9 code = 137
\u2022 Pointer (8 bits)
\u2013 Aponta para próxima área a ser preenchida ou \u201cconsultada\u201d
\u2013 Deve ser alterada pelo host ou roteador que manipula dados do 
campo de opções
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Source Route Option
\u2022 Source Route
\u2013 Strict Source Route: rota exata a ser seguida
\u2013 Loose Source Route: deve passar pelo menos por um dos roteadores
CODE LENGTH POINTER 
IP ADDRESS OF FIRST HOPE 
IP ADDRESS OF SECOND HOPE
... 
0 8 16 24 31
copy + option class + option number = CODE (1 byte)
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Timestamp Option
\u2022 Similar ao Record Route
\u2022 Inicialmente contém uma lista vazia de roteadores e tempos
\u2022 Cada roteador acrescenta seus dados
CODE LENGTH POINTER OFLOW FLAGS 
FIRST IP ADDRESS 
FIRST TIMESTAMP 
... 
0 8 16 24 31
copy + option class + option number = CODE (1 byte)
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Timestamp Option
\u2022 Cada entrada na lista contém
\u2013 IP address (32 Bits)
\u2013 Timestamp (inteiro de 32 bits)Exemplo: 
\u2022 Pointer (8 bits)
\u2013 Contador do número de roteador que não puderam acrescentar 
informações
\u2022 FLAGS
\u2013 Controla o formato exato do campo de timestamp
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Timestamp - Flags
\u2022 Os valores possíveis são
Valor das Flags Descrição
0
1
3
Registre apenas o timestamp, omita o 
endereço de IP
Acrescente o endereço IP e após o timestamp
Endereços IP são especificados pela origem. O 
roteador só irá registrar seu timestamp se o 
próximo IP na lista for o seu
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Fragmentação
\u2022 Cada padrão de rede tem um MTU diferenciado
\u2013 Ethernet: 1500 bytes
\u2013 ATM: 53 bytes
\u2013 FDDI: 4500 bytes
\u2013 ...
\u2022 Datagramas maiores do que a MTU da rede devem ser fragmentados
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Remontagem
\u2022 Fragmentos são remontados somente no