Aula 04 - Protocolo ICMP

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Exercício
Proponha uma solução 
de endereçamento IP 
com máxima eficiência
para a rede ao lado:
23 hosts 210 hosts
1310 hosts
5 hosts
Protocolo de roteamento
Aula 04 – Protocolo ICMP
PROF. MSC. PAULO SENA
Agenda
O protocolo ICMP
Comandos:
◦ Ping
◦ Tracert/Traceroute
O protocolo ICMP
O protocolo ICMP (Internet Control Message Protocol) é um protocolo que permite gerir
as informações relativas aos erros nas máquinas conectadas. Dado os poucos controles que
o protocolo IP realiza, permite não corrigir estes erros mas dá-los a conhecer aos
protocolos das camadas vizinhas. Assim, o protocolo ICMP é utilizado por todos os
switchs, que o utilizam para assinalar um erro (chamado Delivery Problem).
As mensagens de erro ICMP são transportadas na rede sob a forma de datagrama, como
qualquer dado. Assim, as mensagens de erro podem elas mesmas estar sujeitas a
erros. Contudo, no caso de erro num datagrama que transporta uma mensagem ICMP,
nenhuma mensagem de erro é emitida para evitar um efeito “bola de neve” no caso de
incidente sobre a rede. 
É encapsulado no datagrama IP.
O protocolo ICMP
O protocolo ICMP
Cada mensagem ICMP contém três campos que definem a sua finalidade e fornecem uma
soma de verificação. Eles são campos tipo e código da soma de verificação. O campo
Tipo identifica a mensagem ICMP, o campo de código fornece mais informações sobre o
campo de tipo associado e a soma de verificação oferece um método para determinar a
integridade da mensagem 
O protocolo ICMP
Solicitação de eco e de resposta de eco: Este é o mais usado para testar a conectividade IP conhecida 
como PING de ICMP. O ICMP de solicitação de eco terá um campo de tipo de 8 e um campo de código 
de 0. Respostas de eco tem um campo de tipo de 0 e um campo de código de 0.
Destino inalcançável: Quando um pacote é entregue, será gerado um ICMP Destino inacessível.
Retardamento de origem: Uma mensagem de exclusão de origem ICMP tem um campo de tipo de 
código 0 e 4. Mensagens de retardamento de origem são enviadas quando o destino é capaz de
processar tráfego tão rápido quanto a fonte está enviando a ele. O ICMP de retardamento
de origem informa a fonte para reduzir a taxa em que ele está enviando dados. O destino
vai continuar a gerar ICMPs de retardamento de origem até que a fonte esteja enviando a
uma velocidade aceitável. 
O protocolo ICMP
Redirecionar mensagem: Um dispositivo intermediário irá gerar uma mensagem de 
redirecionamento ICMP quando ele determina que uma rota está sendo solicitada pode ser 
acessada localmente ou através de um caminho melhor. Redirecionar mensagem ICMPs são tipo 
5 e são definidos posteriormente pelos seguintes valores de campo de código:
Value Description
----- -----------
0 Redirect datagrams for the Network
1 Redirect datagrams for the Host
2 Redirect datagrams for the Type of Service and Network
3 Redirect datagrams for the Type of Service and Host 
O protocolo ICMP
Tempo excedido: Se um roteador ou host descartar um pacote devido a um tempo limite, ele irá 
gerar um tempo excedido tipo 11 ICMP. O ICMP de tempo excedido terá um valor de código de 0
ou 1. Um código é gerado quando a contagem de saltos de um datagrama é excedida e o
pacote será descartado. 1 código é gerado quando a remontagem de um pacote
fragmentado excede o valor de tempo limite.
Problema de parâmetro: Quando um host ou dispositivo intermediário descarta um datagrama
devido à incapacidade de processo, é gerado um 12 ICMP. Causas comuns de ICMP são
informações de cabeçalho danificado ou falta de opções. Se o motivo do ICMP é uma
opção ausente necessária, o ICMP terá um código de valor 1. Se o valor do código for 0,
o campo de ponteiro irá conter o octeto de cabeçalho do datagrama descartado em que o
erro foi detectado.
O protocolo ICMP
Requisição de carimbo de hora & Resposta de carimbo de hora: é um método rudimentar para 
sincronizar a hora mantida em dispositivos diferentes. A solicitação tem um campo de tipo de 13 e a 
resposta é 14 de tipo. Esse método de sincronização de hora é crua e não
confiáveis. Portanto, ele não é muito usado.
Solicitação de informações e resposta de informações: Esses tipos ICMP foram originalmente 
concebidos para permitir que um host de inicialização descobrir o endereço IP. Este método é 
obsoleto e não é mais usado. Os métodos mais comuns para a detecção de endereço IP são DHCP 
(protocolo de configuração dinâmica de hosts) e BOOTP (bootstrap protocol). BOOTP é definido pelo 
RFC1542 e DHCP é definido pela RFC1541. 
O protocolo ICMP
Solicitação de máscara de endereço & resposta de máscara de endereço: Um computador de 
inicialização para determinar a máscara de sub-rede em uso na rede local usa endereço máscara 
ICMP tipo 17 solicitar. Um dispositivo intermediário ou um computador atuando como um 
dispositivo intermediário responderá com um tipo de 18 ICMP endereço máscara resposta ICMP.
O comando ping
O ping é um utilitário para testar a conectividade IP entre hosts. O ping envia solicitações
de resposta para um endereço de host especificado. O ping usa um protocolo da Camada
3, que é parte de um conjunto TCP/IP chamado Internet Control Message Protocol
(ICMP). O ping usa um datagrama de Solicitação de Eco ICMP. Se o host do endereço especificado 
receber a solicitação de Eco, ele responde com um datagrama de Resposta de ECO ICMP. Para cada 
pacote enviado, o ping mede o tempo necessário da resposta.
À medida que cada resposta é recebida, o ping fornece uma amostra de tempo entre o
ping enviado e a resposta recebida. Isso mede o desempenho da rede. O ping tem um
valor de tempo de espera para a resposta. Se a resposta não é recebida dentro do tempo de
espera, o ping desiste e apresenta uma mensagem que indica que a resposta não foi
recebida. Depois que todos os pedidos foram enviados, o ping fornece uma saída com o resumo das
respostas. Essa saída inclui a taxa de sucesso e o tempo médio de viagem de ida e volta
do destino. 
O comando ping
Ping para o Loopback Local: Há alguns casos especiais de teste e verificação para os quais 
usamos o ping. Um caso é o teste da configuração interna do IP no host local. Para realizar esse 
teste, fazemos um ping para o endereço reservado especialmente para o loopback local 
(127.0.0.1). Uma resposta do endereço 127.0.0.1 indica que o IP está adequadamente 
configurado no host. 
O comando ping
Ping para host/gateway: Você também pode usar o ping para testar a habilidade do host de se 
comunicar com a rede local. Isso em geral é feito pingando o endereço IP do gateway do host. 
Um ping para o gateway indica que o host e a interface do roteador que serve como gateway 
estão operacionais na rede local. 
Ping para host remoto: Você também pode usar o ping para testar a capacidade do host local se 
comunicar por uma rede. O host local pode fazer o ping para um host de uma rede remota.
Se esse ping tiver êxito, você terá verificado a operação de uma grande parte da rede. 
O comando tracert/traceroute
O ping é usado para indicar a conectividade entre dois hosts. O Traceroute (tracert) é um
utilitário que nos permite observar o caminho entre esses hosts. O trace gera uma lista dos
saltos que foram bem-sucedidos ao longo do caminho.
Essa lista pode nos dar informações importantes para verificação e solução de erros. Se
os dados atingem o destino, o trace irá listar a interface de todo roteador no caminho.
Se o dado falha em algum salto ao longo do caminho, nós temos o endereço do último
roteador que respondeu ao trace. Essa é uma indicação de onde o problema ou as
restrições de segurança se encontram. 
O comando tracert/traceroute
O comando tracert/traceroute
Round Trip Time (RTT) ou Tempo de ida e volta: Usar o traceroute fornece o tempo de ida e 
volta (RTT) para cada salto ao longo do caminho e indica se um salto deixou de responder. O 
tempo de ida e volta (RTT) é o tempo que um pacote leva para alcançar o host remoto e para a 
resposta do host voltar. Um asterisco (*) é usado para indicar que um pacotefoi perdido.
Time to Live (TTL) ou Tempo de Vida: Traceroute usa uma função do campo Tempo de Vida 
(TTL) no cabeçalho da Camada 3 e a Mensagem de Tempo Excedido ICMP. O campo TTL é usado 
para limitar o número de saltos que um pacote pode cruzar. Quando um pacote entra num 
roteador, o campo TTL sofre decréscimo de 1. Quando o TTL alcança zero, o roteador não 
encaminha o pacote e o mesmo é descartado. 
Protocolo de roteamento
Aula 05
Algoritmos de roteamento
PROF. PAULO SENA
Agenda
Algoritmos de Roteamento:
Roteamento de estado de enlace (link-state -LS) 
Roteamento de Vetor de Distância (distance vector - DV)
Comparação entre os algoritmos LS e DV
Métricas de roteamento
Roteamento Hierárquico
Algoritmos de roteamento
Normalmente um hospedeiro está ligado diretamente a um
roteador, o roteador default;
O problema de rotear um pacote do hospedeiro de origem até
o hospedeiro destinatário se reduz, claramente, ao problema
de rotear o pacote da fonte ao roteador de destino;
Portanto, dado um conjunto de roteadores conectados por
enlaces, um algoritmo de roteamento descobre um “bom”
caminho entre o roteador original e o roteador de destino.
Algoritmos de roteamento
Um “bom” caminho é aquele que tem o menor custo, entretanto, teremos 
inúmeras questões do mundo real que influenciarão na decisão do “bom” 
caminho.
Algoritmos de roteamento
Qual seria o caminho de 
menor custo entre os nós u e
z?
Você verificou todos os 17 
possíveis caminhos?
Algoritmos de roteamento
Classificação dos algoritmos de roteamento:
Algoritmo de roteamento global: calcula o caminho de 
menor custo entre uma fonte e um destino usando 
conhecimento completo e global sobre a rede. O cálculo pode 
ser rodado em um local ou duplicado em vários locais; Exemplo 
de algoritmo de roteamento centralizado (o seu cérebro)
Algoritmo de roteamento descentralizado: calcula o 
caminho de menor custo de modo interativo e distribuído. Cada 
nó começa sabendo apenas os custos dos enlaces diretamente 
ligados a ele;
Algoritmos de roteamento
Uma segunda maneira geral de classificar algoritmos de 
roteamento é como estáticos e dinâmicos:
Estáticos: as rotas mudam muito lentamente ao longo do 
tempo, muitas vezes como resultado de intervenção humana 
(editando a tabela de repasse do roteador);
Dinâmico: mudam os caminhos de roteamento à medida que 
mudam as cargas de tráfego ou a topologia da rede. Mais 
suscetíveis a problemas como loops de roteamento e oscilação 
em rotas;
Algoritmos de roteamento
Uma terceira maneira de classificar algoritmos de roteamento é 
como sensíveis à carga ou insensíveis à carga:
Algoritmos sensíveis à carga: atribuem custos ao enlace
para refletir o nível corrente de congestionamento no enlace 
subjacente.
Algoritmos insensíveis à carga: consideram que o custo de 
um enlace não reflete explicitamente seu nível de 
congestionamento corrente (algoritmos utilizados na internet).
Roteamento Estado de Enlace
Nesse algoritmo lembre-se que a topologia da rede e todos os 
custos de enlace são conhecidos; 
◦ Na prática, cada nó transmite pacotes de estado de enlace a todos 
os outros nós da rede; 
O algoritmo de roteamento de estado de enlace á conhecido 
como algoritmo de Dijkstra, o nome do seu inventor: 
◦ O algoritmo de Dijkstra calcula o caminho de menor custo entre um 
nó e todos os outros da rede
Roteamento Estado de Enlace
Inicialmente, vamos definir a seguinte notação: 
◦ C(i, j): custo do enlace do nó i ao nó j. Custo é infinito se não 
houver ligação entre i e j; 
◦ D(v): custo do caminho de menor custo entre o nó da fonte e o 
destino v até que essa iteração do algoritmo;
◦ p(v): nó anterior (vizinho de v) ao longo do caminho de menor 
custo corrente desde a fonte até v; 
◦ N': subconjunto de nós; v pertence a N' se o caminho de menor 
custo entre a fonte e v for conhecido;
Roteamento Estado de Enlace
Roteamento Estado de Enlace
Tomemos como exemplo a 
rede da figura abaixo:
◦ O algoritmo consiste em uma 
etapa de inicialização seguida 
de um loop; 
◦ O número de vezes que o 
loop é rodado é igual ao 
número de nós na rede;
Roteamento Estado de Enlace
Vamos detalhar alguns dos primeiros estágios: 
◦ Inicialização: os caminhos de menor custo correntemente conhecidos de u até 
os vizinhos diretamente ligados a ele (v, w e x) são inicializados para 2, 1 e 5, 
respectivamente. Os custos até y e z são estabelecidos como infinito;
◦ Na 1ª iteração: examinamos os nós que ainda não foram adicionados ao 
conjunto N' e descobrimos o nó de menor custo ao final da interação 
anterior (nó x), então, x é adicionado ao conjunto N'. 
Roteamento Estado de Enlace
A linha 12 do algoritmo é então rodada para atualizar D(v) para 
todos os nós v, produzindo o seguinte resultado:
O custo do caminho até v não muda. O custo do caminho até w 
através do nó x é 4, portanto, a tabela é atualizada. De maneira 
semelhante, o custo até y (através de x) é computado como 2.
Roteamento Estado de Enlace
Segunda iteração: verificamos que os nós v e y são os que têm 
os caminhos de menor custo (2); decidimos o empate 
arbitrariamente e adicionamos o y ao conjunto N'; 
O custo dos nós remanescentes que ainda não estão em N' 
(isto é, nós v, w e z) são atualizados pela linha 12 do algoritmo 
Ls, produzinho o seguinte resultado:
Roteamento Estado de Enlace
Roteamento Estado de Enlace
Ao final do algoritmo LS, temos, para cada nó, seu predecessor 
ao longo do caminho de menor custo a partir do nó da fonte: 
◦ Temos também o predecessor para cada um desses 
predecessores, veja:
Roteamento Estado de Enlace