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Protocolos de Redes e de Computadores
AULA 06
CCT0300 – 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:
• Compreender a relação entre a camada de rede e as camadas de
enlace (inferior ) e a camada de transporte ( superior );
• Conhecer o papel da camada de rede – repasse e roteamento;
• Conceituar uma rede de datagramas;
• Entender o funcionamento básico de um roteador;
• Conhecer os modos de transmissão existente na camada de rede;
• Entender os principais componentes e funções existentes no
cabeçalho do quadro IP;
• Compreender a necessidade de fragmentação de datagramas e o
MTU das tecnologias de subnetwork (camada de enlace).
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Conteúdo
• 4.1 Relação entre a camada de rede e enlace;
• 4.2 Tipo de entrega do datagrama: broadcast, unicast, multicast e
anycast;
• 4.3 IPv4 4.4 Formato do datagrama IP e os seus campos;
• 4.5 Fragmentação.
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Características do IP
 Sistema de entrega fim-a-fim
 É um protocolo 
 Não orientados à conexão
 Sem controle de erros e sem reconhecimento
 Isso significa que o protocolo IP não executa:
• Controle de erros sobre os dados da aplicação
• Controle de fluxo 
• Sequenciamento de dados
• Entrega ordenada
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Características do IP
 Serviço de entrega: Best-effort
 Os pacotes não são descartados sumariamente, o protocolo torna-se 
não confiável somente quando há exaustão de recursos
 Datagrama de tamanho variável
 IPv4: tamanho máximo 64 Kbytes
 Provê envio e recebimento
 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
 Version (4 bits)
 HLEN (4 bits)
 Tamanho em no. de palavras de 32 bits
 Header sem opções: 5 (20 bytes)
 Header com opções: tamanho máximo 15 (60 bytes)
 Service Type
 Confiabilidade, precedência, atraso e throughput
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Campos IP
 Total Length (16 bits)
 tamanho do header + área de dados
 Identification (16 bits)
 Identifica de forma única um pacotes IP
 Flags (3 bits)
 More Fragments (MF)
 Don´t Fragment (DF)
 Reserved
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Campos IP
 Fragment Offset (13 bits)
 Múltiplo de byte
 Time to Live (8 bits)
 Protocol ( 8 bits)
 Próximo nível a receber dados (protocolo que está encapsulado 
no frame IP)
 ICMP (1), TCP (6), UDP (17)
 Header Checksum (16 bits)
 Soma dos complementos de 1 de blocos de 16 bits, contendo 
informações do header do IP
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Campos IP
 Endereço Origem (32 bits)
 Origem dos dados
 Não é alterado ao longo da transmissão
 Endereço Destino (32 bits)
 Destino dos dados 
 Não é alterado ao longo da transmissão
 Opções (variável)
 Security, source route, record route, stream id (used for voice) for 
reserved resources, timestamp recording
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Campos do IP
 Padding (variável)
 Faz com que o header seja múltiplo de 4
 Data (variável) 
 Data + header < 65,535 bytes
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Type of Service
 TOS (Type of Service)
 Especifica como o Datagrama deve ser tratado
 Divisão Original
Precedence D T R Unused
0 3 4 5 6
– Precedence: importância do datagrama
– D: baixo atraso
– T: alto throughput
– R: alta confiabilidade
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IP Options
 O campo de opções do protocolo IP é opcional
– Inicia após o endereço do destino
– Pode estender o header do IP até o tamanho máximo de 60 bytes
 Formato do campo de opções
COPY OPTION CLASS OPTION NUMBER
0 1 3
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IP Options
 Copy (1 bit)
– Controla como os roteadores tratam as opções durante o processo de 
fragmentação
 Option Class (2 bits)
– 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
 Option Number (5 bits)
– 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
 Provê uma forma de monitorar como os datagramas são roteados
 Cada roteador que “roteia” 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
• Code ( 8 bits)
– Representa os campos copy, option class e option number
• Exemplo: 
copy = 0, option class = 0, option number = 7 code = 7
copy = 1, option class = 0, option number = 9 code = 137
• Pointer (8 bits)
– Aponta para próxima área a ser preenchida ou “consultada”
– Deve ser alterada pelo host ou roteador que manipula dados do 
campo de opções
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Source Route Option
• Source Route
– Strict Source Route: rota exata a ser seguida
– 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
• Similar ao Record Route
• Inicialmente contém uma lista vazia de roteadores e tempos
• 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
• Cada entrada na lista contém
– IP address (32 Bits)
– Timestamp (inteiro de 32 bits)Exemplo: 
• Pointer (8 bits)
– Contador do número de roteador que não puderam acrescentar 
informações
• FLAGS
– Controla o formato exato do campo de timestamp
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Timestamp - Flags
• 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
• Cada padrão de rede tem um MTU diferenciado
– Ethernet: 1500 bytes
– ATM: 53 bytes
– FDDI: 4500 bytes
– ...
• Datagramas maiores do que a MTU da rede devem ser fragmentados
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Remontagem
• Fragmentos são remontados somente nodestino
– Roteadores intermediários não devem remontar datagramas
• Gasto de memória e processamento
• Comutação de pacotes = fragmentos com rotas diferenciadas
• Tempo máximo para remontagem
– Se faltam fragmentos e o tempo se esgota, os fragmentos são 
descartados
– Destino envia para origem um ICMP de Time Exceeded
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Fragmentação & Remontagem
Origem
N. 7
N. 4
N. 3
N. 2
N. 1
Destino
N. 7
N. 4
N. 3
N. 2
N. 1
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AVANCE PARA FINALIZAR 
A APRESENTAÇÃO.