Especialização Em Bancos de Dados

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA
Especialização
Em
Bancos de Dados
Disciplina: Redes de Computadores
Parte III – Arquitetura TCP/IP
(Camada de Rede)
Prof. Adalton Sena, MSc
3.0 – A Camada de Rede
3.1 – A Arquitetura TCP/IP
9 Arquitetura TCP/IP x Protocolos TCP/IP
9 Os protocolos TCP/IP resultaram do projeto
DARPA (Defense Advanced Research Projects Agents)
do DoD (Departament of Defense) USA
9 Inicialmente a proposta foi rejeitada
9 Aceito somente após incorporado no BSD (Berkley
Software Distribution) Unix 4.2
9 Sua popularidade é baseada em:
9 Estrutura cliente-servidor robusta
9 Alta disponibilidade
9 Todos os S.O’s pulares o incorporaram
9 código fonte aberto
Fevereiro / 2006
Parte II – A arquitetura TCP / IP
3.0 – A Camada de Rede
3.1 – A Arquitetura TCP/IP
9 Objetivos
9 Interconectar sub-redes locais ou remotas e
distintas do ponto de vista de hardware e
software
9 O TCP/IP permitiu computadores do DoD
comunicarem-se local ou remotamente
9 Para isto as redes deveriam ser projetadas de
maneira que fossem independentes entre si
9 A falha de uma não deveria interferir na falha da
outra
9 A comunicação entre tais sub-redes deveria ser
transparente
9 Isto era fundamental para o DoD
3.0 – A Camada de Rede
3.1 – A Arquitetura TCP/IP
9 Poderíamos ter navios de guerra onde
computadores se comunicavam entre si e com
outros navios
9 A comunicação entre sistemas (redes) remotos
dava-se através de roteadores
9 O DoD sempre foi um dos principais compradores
de tecnologia como o TCP/IP
9 O DoD “obrigou” os grandes fabricantes, como HP,
IBM, Digital e outros, a embutir o TCP/IP nos
equipamentos e sistemas por ele adquirido
9 Várias versões do TCP/IP surgiram
9 Isto facilitou a interconexão de sistemas diferentes
comunicarem-se.
9Ex.: PC com windows 95 e Mac que roda System 7.5
Parte II – A arquitetura TCP / IP
3.0 – A Camada de Rede
3.1 – A Arquitetura TCP/IP
9 Em resumo:
9 A função dos protocolos TCP/IP é transmitir
dados (pacotes) entre computadores, verificando
se estes pacotes foram recebidos.
9 Os protocolos TCP/IP estão presentes hoje em:
9 Sistemas Operacionais
9 Roteadores
9 Switchs
9 HUB
9 etc
Parte II – A arquitetura TCP / IP
Parte II – A arquitetura TCP / IP
3.0 – A Camada de Rede
3.2 - TCP/IP e a Internet
9 A Internet surgiu na década de 70
9 Formada inicialmente pelo DoD, Centros de
Tecnologia e Campus Universitários de pesquisa
9 A partir daí outros órgãos como bibliotecas, farmácias, laboratórios e outros foram conectando-se
9 Desta forma formaram uma Inter-Redes (InterNet)
9 Na década de 80 empresas privadas começaram a
entrar
9 Em 1996 surgiu o HTML
9 Iniciava o Comércio Eletrônico na Internet
9 Os benefícios da Internet são inúmeros
Parte II – A arquitetura TCP / IP
3.3 – Roteamento
9 É a principal função da camada de Inter-redes
9 Esta atividade é realizada baseada em algum
algoritmo
9 De acordo com o algoritmo de roteamento os
pacotes serão encaminhados para determinadas
saídas
9 Para os serviços orientados a conexão, esta
decisão é tomada apenas no estabelecimento do
Circuito Virtual
9 Roteamento x Encaminhamento
3.3 – Roteamento
9 Propriedades desejáveis em um algoritmo de
roteamento:
- Correção
- Estabilidade
- Simplicidade
- Equidade
- Robustez
- Otimização
9 Classificação dos algoritmos de roteamento:
9 I) Adaptativos (Dinâmicos)
9 Alteram suas decisões de roteamento de acordo com
o estado da rede como topologia e tráfego
9 II) Não Adaptativos (Estáticos)
9 Suas decisões de roteamento não se baseiam no
estado da rede
9 A rota é escolhida off-line
Parte II – A arquitetura TCP / IP
3.3 – Roteamento
9 Exemplos de Algoritmos de Roteamento
9 Caminho mais curto
9 Inundação
9 Valor de Distância
9 Estado de enlace
9 Hierárquico
9 Por Difusão
9 Por Multidifusão
9 Em redes Ad Hoc
Parte II – A arquitetura TCP / IP
3.4 – Congestionamento
9 É outra função importante da camada de rede
9 É o que chamamos quando existem pacotes em
excesso na rede
9 Sempre que o número de pacotes atinge a capacidade da sub-rede há perca de pacotes
9 Situações como esta geram verdadeiros colapsos
na rede
9 Causas do Congestionamento
9 Várias linhas de entrada e apenas 1 de saída
9 Memória Insuficiente dos roteadores
9 Processadores Lentos
9 Baixa velocidade dos enlaces
Parte II – A arquitetura TCP / IP
3.4 – Congestionamento
9 Controle de congestionamento e controle de fluxo
são distintos:
I) Controle de Congestionamento
9 Relacionado às características globais da sub-rede:
hosts, roteadores e enlaces
9 Procura garantir o transporte dos pacotes na subrede
II) Controle de Fluxo
9 Relacionado ao tráfego ponto a ponto
9 Procura garantir que os dados enviados por um
transmissor não se perca no receptor
Parte II – A arquitetura TCP / IP
Parte II – A arquitetura TCP / IP
3.4 – Congestionamento
9 As soluções relacionadas ao controle de
congestionamento podem ser divididas em em
dois grupos
Loops Abertos
9 Tentam resolver o problema com um bom projeto
9 Tentam fazer com que o problema não ocorra
9 Desta forma um pacote só será aceito se não
gerar congestionamento
9 Não levam em consideração o estado atual da
rede
Parte II – A arquitetura TCP / IP
3.4 – Congestionamento
II) Loops Fechados
9 Baseado no conceito de loop de feedback
9 Possui 3 partes
I) Monitoramento da Sub-rede
II) Enviar estas informações para algum lugar,
onde decisões serão tomadas
III) Aplicar a decisão para corrigir o problema
9 Métricas utilizadas para o monitoramento:
9 Percentual de pacotes descartados
9 Média do comprimento da fila nos roteadores
9 Número de pacotes com timeouts
9 Atraso
3.4 – Congestionamento
9 Outras alternativas para o congestionamento:
A) Indicar em um bit ou campo de cada pacote a
presença de congestionamento
B) Enviar pacotes de consultas periodicamente
9 Em todas as soluções o objetivo é tomar decisões
necessárias para evitá-lo ou reduzí-lo
9 Baseado nessas estratégias vários algoritmos
foram propostos
9 Na presença de congestionamento as alternativas
são: - Aumentar o recurso
- Diminuir a carga
9 A camada de transporte também trata do
controle de congestionamento
Parte II – A arquitetura TCP / IP
3.4 – Congestionamento
9 Abaixo alguns exemplos de Algoritmos:
9 Bit de Advertência
9 Pacotes Reguladores
9 Pacotes Reguladores Hop-a-Hop
9 Escoamento de Carga
9 Detecção aleatória prematura
9 Controle de Flutuação
Parte II – A arquitetura TCP / IP
3.5 – O Protocolo IP
(Internet Protocol)
9 É o protocolo que une a Internet
9 É o protocolo padrão no nível Inter-Redes
9 Trabalha com o melhor esforço (Best Effort)
9 Ele tenta entregar cada datagrama enviado
9 Não oferece garantias quanto a:
9Entrega correta
9Duplicação de datagramas
9Entrega Atrasada
9Adulteração de dados
9Perda de datagramas
9 É não orientado a conexão
9 Muitas técnicas de roteamento baseiam-se nele
Parte II – A arquitetura TCP / IP
3.5 – O Protocolo IP
(Internet Protocol)
9 Abaixo a estrutura do seu cabeçalho
Parte II – A arquitetura TCP / IP
3.5 – O Protocolo IP
(Internet Protocol)
Os campos do Cabeçalho IP
A) Version
9 Especifica a versão em uso para o datagrama
9 As versões são IPv4 e IPv6
9 E o IPv5 ?
B) Type of Service
9 Seu tamanho total pode chegar a 64Kbytes
Parte II – A arquitetura TCP / IP
9 Indica o tipo do serviço utilizado pelo
datagrama
9 Inicialmente ele serviu para distinguir entre
diferentes classes de serviços
9 Várias combinações são permitidas
Parte II – A arquitetura TCP / IP
3.5 – O Protocolo IP
3.5 – O Protocolo IP
(Internet Protocol)
B) Type of Service (cont...)
9 Possui 6 bits que contém
9 3 bits Î predence (tinha prioridade de 0 a 7)
9 3 bits para flags
9 Retardo
9 Vazão
9 Confiabilidade
9 A combinação destes bits depende do objetivo
ou tipo de tráfego
9 Na prática os roteadores comuns ignoraram
este campo
9 Não havia QoS
(Internet Protocol)
B) Type of Service (cont...)
9 A IETF (Internet Engineering Task Force) alterou
este campo para uso com QoS
9 Ele foi usado em DiffServ (Serviços
Diferenciados)
C) Identification
9 Permite ao host destino identificar a que
datagrama pertence um fragmento recebido
9 Todos os fragmentos possuem o mesmo
identificador
9 Fragmentação x Segmentação
Parte II – A arquitetura TCP / IP
Parte II – A arquitetura TCP / IP
3.5 – O Protocolo IP
3.5 – O Protocolo IP
D) DF (Don’t Fragment
9 Campo de 1 bit
9 Indica para os roteadores não fragmentarem o
datagrama
F) Fragment Off Set
9 Informa a que ponto do datagrama atual o
fragmento pertence
9 Devem ser múltiplos de 8bytes, exceto o último
9 São 13 bits Î 8.192 fragmentos por datagrama
9 Logo o tamanho máximo do datagrama é
65.536 bytes Î 64Kbytes
(Internet Protocol)
E) MF (More Fragments)
9 Campo de 1 bit
9 Indica ainda existem fragmentos a serem
transmitidos pertencentes ao datagrama
9 Ao setar em zero, isto significa que não há mais
fragmentos a serem transmitidos
(Internet Protocol)
G) Time to Live (TTL)
9 Limita a vida útil do datagrama (255 s)
9 Ele é decrementado a cada Hop ou quando é
enfileirado por muito tempo
Parte II – A arquitetura TCP / IP
Parte II – A arquitetura TCP / IP
3.5 – O Protocolo IP
3.5 – O Protocolo IP
(Internet Protocol)
G) Time to Live (TTL) (cont...)
9 Quando o contador chega a zero o pacote é
descartado
9 Neste caso é enviado um pacote de advertência
ao transmissor
H) Protocols
9 Indica o protocolo de transporte o datagrama
será entregue, TCP ou UDP
Parte II – A arquitetura TCP / IP
(Internet Protocol)
I) Source Address e Destination
9 Indica o endereço IP da rede e host origem e
destino
H) Options
9 Opções do datagrama
Opção
Descrição
Security
Especifica o Nível de Segurança
Strict Source Routing
Mostra o caminho percorrido completo
Loose Source Routing
Lista de roteadores que não devem ser esquecidos
Record Route
Faz os roteadores armazenarem seu IP
Timestamp
Faz os roteadores anexarem seu endereço e hora de
passagem
Parte II – A arquitetura TCP / IP
3.5 – O Protocolo IP
3.5.1 – Endereçamento IP
3.5 – O Protocolo IP
3.5.1 – Endereçamento IP
9 Dentro de uma rede IP cada estação recebe um
endereço IP único
9 Foi projetado desde o início com o objetivo de
divididos em 4 octetos de 8 bits
9 Os endereços IP’s foram divididos em 5 classes
9 8 bits geram 256 combinações diferentes
9 Utilizamos a representação decimal em vez da
binária para facilitar o representação
9 Classe B Rede
. Rede . Host . Host
128 a 191 0 a 255 0 a 255 0 A 255
9 Um endereço IP é composto por 2 partes:
9 Parte I Î Identifica a Rede
9 Parte II Î Identifica o host
9 Assim: Maior nº de redes Î Menor nº de hosts
Menor nº de redes Î Maior nº de hosts
Parte II – A arquitetura TCP / IP
3.5 – O Protocolo IP
3.5.1 – Endereçamento IP
9 Número de redes e hosts possível
Nº de Redes
9 Classe A Î
126
9 Classe B Î
32254
9 Classe C Î 16.777.214
Nº de hosts
16.777.214
65.534
254
9 Nem todas as combinações são permitidas
9 Algumas são reservadas
I 0.xxx.xxx.xxx:
9 Nenhum endereço IP pode começar com 0
9 Este endereço indica que ser está na mesma
9 rede (rota padrão)
Parte II – A arquitetura TCP / IP
3.5 – O Protocolo IP
3.5.1 – Endereçamento IP
IV) xxx.0.0.0:
9 Nenhum identificador de hosts pode ser
composto apenas de zeros
9 Outras combinações permitidas: 65.89.0.130
ou 165.35.0.95
V) xxx.xxx.xxx.255 ou xxx.xxx.xxx.0 :
9 Nenhum endereço classe C pode terminar com
zero ou 255
9 Obs: os endereços XXX.255.255.255
XXX.XXX.255.255 e XXX.XXX.XXX.255
são endereços de Broadcasting
Parte II – A arquitetura TCP / IP
9 Classe A Rede
1 a 126
. Host . Host . Host
0 a 255 0 a 255 0 a 255
9 Classe C Rede
. Rede . Rede . Host
192 a 223 0 a 255 0 a 255 1 A 254
9 Classe D Î 224 a 239 (reservada)
9 Classe E Î 240 a 247 (reservada)
Parte II – A arquitetura TCP / IP
3.5 – O Protocolo IP
3.5.1 – Endereçamento IP
II) 127.xxx.xxx.xxx:
9 O 127 é utilizado para o próprio host
9 Pode ser usado para testes de serviços na
própria estação
9 Endereço de Loopback
III) 255.xxx.xxx.xxx ou xxx.xxx.255.255
ou xxx.255.255.255
9 Nenhum identificador de rede pode ser 255
9 Nenhum identificador de hosts pode ser
composto apenas por endereços 255
9 Combinações permitidas: 70.35.255.198 ou
167.42.255.78
Parte II – A arquitetura TCP / IP
3.5 – O Protocolo IP
3.5.1 – Endereçamento IP
9 Dentro de uma LAN, qualquer faixa pode ser
utilizada, desde que não haja conexão com a
internet
9 Para isto recomenda-se o uso de faixas
reservadas como por exemplo:
10.X.X.X e 192.168.X.X
9 Neste caso pode ser feito o uso de PROXY para
acesso a INTERNET
Parte II – A arquitetura TCP / IP
3.5.1 – Endereçamento IP
Máscaras de Sub-rede Î Padrão / Simples
9 É um parâmetro complementar ao endereço IP
9 Normalmente formada apenas pelos valores 0 e
255 (simples ou padrão)
9 255 Î refere-se ao endereço da rede
9 0 Î refere-se a endereço do Host
9 Máscaras padrões
9 Classe A Î 255.0.0.0
9 Classe B Î 255.255.0.0
9 Classe A Î 255.255.255.0
Î
Î
Î
(255/8)
(255/16)
(255/24)
3.5.1 – Endereçamento IP
Máscaras de Sub-rede Î Padrão / Simples
Classe
End. IP
End. Rede
End Host
75.
120.201.128
159.198.75.105
159.198.
75.105
200.181.150.30
200.181.150.
30
A
75.120.201.128
B
C
3.5.1 – Endereçamento IP
9 Em máscaras simples todo o octeto é usado para
endereçar a rede
9 Em máscaras complexas um octeto é dividido em
duas partes
9 Assim a primeira parte endereça a rede e a segunda
endereça os hosts
9 Em máscaras simples utilizamos apenas decimais 0
e 255
9 255 Î 11111111
9 0 Î 00000000
9 Assim:
255 . 255 . 255
.
0
11111111 11111111 11111111 00000000
Parte II – A arquitetura TCP / IP
3.5.1 – Endereçamento IP
Máscaras de Sub-rede Î Complexas
9 Exemplo: Considere que uma sub-rede irá se
conectar a INTERNET através de um backbone.
Para isso foi recebido uma faixa de IP’s Classe C,
sendo 200.217.170.X 255/24
200.217.170.0
200.217.170.1-254
200.217.170.255
Î
Î
Î
End. da Rede
End. dos hosts
End. de Broadcasting
9 Problema: - Precisamos de dois segmentos de
rede, pois a rede é ligada através de
um roteador
- Não podemos alterar o 200.217.170
9 Solução: utilizar uma máscara complexa
Parte II – A arquitetura TCP / IP
255.255.0.0
255.255.255.0
9 Para que servem as máscaras ?
9 Para mascarar endereços IP dentro de subrede em classes distintas
9 Ex: 200.215.106.103 (255/24)
9 Classe Î C Host Î 103
9 Ex: 200.215.106.103 (255/16)
9 Máscara Classe B Î Host Î 106.103
9 Dentro de uma mesma sub-rede todos os hosts
precisam ter a mesma máscara
Parte II – A arquitetura TCP / IP
Máscaras de Sub-rede Î Complexas
Máscara
255.0.0.0
Parte II – A arquitetura TCP / IP
3.5.1 – Endereçamento IP
Máscaras de Sub-rede Î Complexas
9 Conversão Decimal Î binário
Passos:
I) Comece dividindo o decimal dado por 2
II) Em seguida faça sucessivas divisões dos resultados
obtidos por 2
III) O resultado serão os binários (0 e 1) de traz para
frente
Ex: Qual a representação binária do decimal 32
9 Conversão Binário Î Decimal
Passos:
I) Chamemos de n a quantidade de bis menos 1
II) Da esquerda para a direita escreva os sequência
binária da seguinte forma:
bit1 x 2n + bit2 x 2n-1 + bit3 x 2 n-2 +... + bit n x 2n-n
Ex.: 10101011
Parte II – A arquitetura TCP / IP
3.5.1 – Endereçamento IP
Máscaras de Sub-rede Î Complexas
9 Suponha que na sua sub-rede existam 14 hosts
9 Podemos então dividir o último octeto de maneira
que tenhamos dois segmentos de rede e os 14 hosts
endereçados
9 Se dividirmos o último octeto em duas partes
poderíamos ter:
1111 0000
4 bits = 16 combinações
Rede Host
9Solução: utilizar uma máscara complexa
9Obs: O primeiro e último endereço da rede não
podem ser utilizados pois são os endereços de rede e
broadcasting respectivamente
Parte II – A arquitetura TCP / IP
3.5.1 – Endereçamento IP
Máscaras de Sub-rede Î Complexas
9 1111 0000 Î End de Rede
= 240
9 1111 1111 Î End de Broadcasting = 255
9 Logo teríamos as sub-redes:
9 0001 0000 ( 16) até 1110 0000 (224)
9 Ou seja 14 sub-redes com 14 hosts para
cada uma delas
9 Suponha que seja escolhida a rede 12 (1100)
9 Teríamos os Endereços: 1100 0000 = 192 até
1100 1111 = 207
9 Ou seja 14 hosts
3.5.1 – Endereçamento IP
Máscaras de Sub-rede Î Complexas
9 Outras máscaras complexas
Bits de Rede
Bits de Hosts
Máscara
N.º de Redes
Nº de Hosts
11
000000
192
2
62
111
1111
11111
111111
00000
0000
000
00
224
240
248
252
6
14
30
62
30
14
6
2
9 Obs: O primeiro endereço (11000000) Î Rede
O último endereço (11001111) Î Broadcasting
Parte II – A arquitetura TCP / IP
3.6 – CIDR
Parte II – A arquitetura TCP / IP
3.6 – CIDR
(Classless Interdomain Routing)
(Classless Interdomain Routing)
9 O crescimento de hosts na internet vem reduzindo
o número de IPs disponíveis
9 Em 1987 os projetistas acreditavam que a Internet
poderia atingir no máximo 100.000 redes
9 Em 1996 esse número foi alcançado
9 Em princípio estariam disponíveis mais de 2
bilhões de endereços
9 Entretanto milhões são desperdiçados devido a
organização em classes
9 O vilão é a rede de Classe B
9 Entretanto, mais da metade das redes Classe B tem
menos de 50 hosts
9 Neste caso a Classe C funcionaria bem, mas com
limitações
9 O ideal seria disponibilizar 10 bits para a Classe C
9 Assim teríamos 1022 hosts na rede
9 Não dá pra culpar os projetistas, pois a Internet
não foi criada com o propósito que é usada hoje
9 Entretanto se tivessem sido alocados 20 bits para a
classe B outro problema teria surgido
9 O Crescimento das Tabela de Roteamento
9 Porque?
9 Na classe A temos 16 milhões de endereços
9 Na Classe C temos 256
9 O ideal, teoricamente, seria utilizar a Classe B
Parte II – A arquitetura TCP / IP
3.6 – CIDR
(Classless Interdomain Routing)
9 Endereços IP’s possuem duas partes (Rede e
Host)
9 Os roteadores precisam conhecer as redes, não
necessariamente os hosts
9 Se tivéssemos meio milhão de redes de Classe C,
cada roteador teria meio milhão de entradas
9 Isto traria problema de armazenamento e
performance
9 Outro problema: Replicação das tabelas de
roteamento entre os roteadores
9 Outra solução, seria estabelecer hierarquia de
nomeação por pais, por exemplo
9 Problema: Paises pequenos teriam a mesma
quantidade que países grandes
Parte II – A arquitetura TCP / IP
Parte II – A arquitetura TCP / IP
3.6 – CIDR
(Classless Interdomain Routing)
9 A solução que deu mais disponibilidade extra de
endereços IP’s foi o CIDR
9 A idéia básica é alocar os endereços IP’s restantes
em blocos de tamanhos variáveis sem levar em
consideração a classe
9 A eliminação da classe torna o encaminhamento
mais complexo
Encaminhamento Baseado Em Classes
9 Quando um pacote chegar a um roteador o
endereço IP é quebrado para descobrir a a que
classe ele pertence
9 Existia uma tabela para cada classe
9 Buscava-se nessa tabela para identificar a saída
correta para encaminhar o datagrama
Parte II – A arquitetura TCP / IP
3.6 – CIDR
(Classless Interdomain Routing)
Encaminhamento Baseado CIDR
9 Cada entrada na tabela de roteamento é estendida é
estendida com uma máscara de 32 bits
9 Assim existe apenas uma tabela de roteamento
9 Cada entrada possui
9 Endereço IP
9 Máscara
9 Saída (linha de saída)
3.6 – CIDR
(Classless Interdomain Routing)
Encaminhamento Baseado CIDR (cont...)
9 Cada entrada é compartilhada com o endereço
destino
9 Para a correspondência mais próxima é escolhida a
linha de saída
9 Caso exista mais de uma correspondência, é
escolhida aquela com máscara de rede com menor
número de hosts
9 Quando um pacote chega ao roteador é feita uma
busca na tabela de rotas
Parte II – A arquitetura TCP / IP
Parte II – A arquitetura TCP / IP
3.6 – CIDR
3.6 – CIDR
3.6.1 - A Notação CIDR
9 Usa-se a notação binária preferencialmente
9 Exemplo:
9 End. IP Î 10
. 217
. 123 .
7
00001010 . 11011001 . 01111011 . 00000111
9 Máscara Î 255 . 255 . 240 .
0
11111111 . 11111111 . 11110000 . 00000000
9 Notação CIDR: 10.217.123.7/20
9 Outros exemplos:
Notação
Decimal
Máscara em Binário
/9
255.128.0.0
11111111.10000000.00000000.00000000
/17
255.255.128.0
11111111.11111111.10000000.00000000
/26
255.255.255.192
11111111.11111111.11111111.11000000
3.6.1 - A Notação CIDR
9 Como calcular o Identificador de rede ?
9 Serão necessários:
9 Um Endereço IP
9 Máscara de sub-rede
9 Passos:
I) Converter o endereço IP em binário
II) Converter a máscara de sub-rede em binário
III) Faça um AND lógico bit a bit entre o endereço IP e a
máscara
IV) O resultado obtido será o identificador da rede
Obs: 1) O identificador da rede é o primeiro endereço da
rede da faixa daquela rede
2) O primeiro e último IP não pode ser usado pois
representam o endereço da rede e broadcasting
respectivamente
Parte II – A arquitetura TCP / IP
3.6 – CIDR
3.6.1 - A Notação CIDR
9 Ex.: IP 10.217.123.7/20
9 IP
Î 00001010 . 11011001 . 01111011 . 00000111
9 Máscara Î 11111111 . 11111111 . 11110000 . 00000000
9 Aplicando o AND lógico, temos
9 Rede Î 00001010 . 11011001 . 01111000 . 00000000
9 Em decimal Î 10.217.112.0/20
Parte II – A arquitetura TCP / IP
3.6 – CIDR
3.6.2 – Determinando Hosts Locais ou Remotos
9 Hosts locais são aqueles que possuem o mesmo
identificador de rede
9 Ex 1: Considere os endereços IP’s abaixo:
9 A Î 10.217.123.7/10 e B Î 10.218.102.3/10
9 IP de A Î 00001010.11011001.01111011.00000111
9 Máscara Î 11111111.11000000.00000000.00000000
9 Rede Î 00001010.11000000.00000000.00000000
9 Em decimal: Id Rede Î 10.192.0.0
---------------------------------------------------------------9 IP de B Î 00001010.11011010.01100110.00000011
9 Máscara Î 11111111.11000000.00000000.00000000
9 Rede Î 00001010.11000000.00000000.00000000
9 Em decimal: Id Rede Î 10.192.0.0
Parte II – A arquitetura TCP / IP
Parte II – A arquitetura TCP / IP
3.6 – CIDR
3.6 – CIDR
3.6.2 – Determinando Hosts Locais ou Remotos
3.6.2 – Determinando Hosts Locais ou Remotos
9 Ex 2: Considere os endereços IP’s abaixo:
9 Exemplos de outras máscaras
9 A Î 10.217.123.7/20 e B Î 10.218.102.3/20
9 IP de A Î 00001010.11011001.01111011.00000111
9 Máscara Î 11111111.11111111.11110000.00000000
9 Rede Î 00001010.11011001.01110000.00000000
9 Em decimal: Id Rede Î 10.217.112.0
---------------------------------------------------------------9 IP de B Î 00001010.11011010.01100110.00000011
9 Máscara Î 11111111.11111111.11110000.00000000
9 Rede Î 00001010.11011010.01100000.00000000
9 Em decimal: Id Rede Î 10.218.96.0 (diferentes)
9 Obs: O número de hosts em uma sub-rede é calculado
assim: 2n – 2 , onde n é o nº de zeros.
Parte II – A arquitetura TCP / IP
3.6 – CIDR
3.6.3 – Combinação de Redes
9 Exemplo: Considere uma organização que deseja
conectar 800 computadores à Internet.
9 Como fazer o endereçamento mais otimizado
possível de maneira que a perca de IP´s seja a
mínima ?
9 Resolvendo:
9 Opções: 1) Usar classe B Î 65.534 endereços
9 Desperdícios de 64.734 IP´s
2) Usar quatro classes C Î 1.016 Endereços
9 Desperdícios de 216 IP´s
9 Inclusãode 4 rotas em cada roteador
3) Usar Combinação de Redes
9 Esta estratégia combina vários endereços em uma
única rede sem a idéia de classe
Parte II – A arquitetura TCP / IP
3.6 – CIDR
3.6.3 – Combinação de Redes
9 Cont... do Exemplo...
9 A organização poderia então obter uma única
identificação de rede de 22 bits (/22)
9 Assim poderíamos ter 10 bits para endereçar hosts
9 O que daria 1.024 - 2 = 1.022 hosts válidos
9 Isto ainda deixaria a rede com uma sobra de 222
9 Vantagens:
9 Não desperdiça endereços
9 Cria apenas uma entrada de rota nos roteadores da
Internet
Parte II – A arquitetura TCP / IP
3.7 – IPv6
Parte II – A arquitetura TCP / IP
3.7 – IPv6
9 As limitações do IPv4 motivou a criação do IPv6
9 Crescimento exponencial da Internet
9 Objetivos do IPv6
9 Aumentar a quantidade de Hosts
9 Simplificar o IP visando maior performance dos
roteadores
9 Maior segurança
9 QoS
9 Permitir mudança de hosts de lugar em mudança de IP
9 Coexistência entre as duas versões
9 Em 1990 a IETF iniciou este movimento
9 As propostas variavam desde modificações no IPv4
até a criação de um totalmente novo
9 Após várias discussões e revisões foi apresentada
proposta SIPP (Simple Internet Protocol Plus)
9 Em seguida foi atribuída a sigla IPv6
9 A rigor o IPv6 não é compatível com o IPv4
9 Entretanto é compatível com os demais protocolos
auxiliares, como :
9 TCP, UDP, ICMP, OSPF, BGP e DNS
9 Até 1992 várias propostas surgiram
Parte II – A arquitetura TCP / IP
Parte II – A arquitetura TCP / IP
3.7 – IPv6
3.7 – IPv6
Principais mudanças no IPv6:
Principais mudanças no IPv6 (cont):
I) Endereços mais longos Î 16 bytes
III) Segurança
9 São escritos com 8 grupos de 4 dígitos
hexadecimais separados por :
9 Ou seja, cada grupo tem 16 bits
9 Assim podemos ter 2128 endereços
9 Ex: 8000:0000:0000:0000:0123:4567:89AB:CDEF
9 Ou na forma decimal tradicional:
9 Autenticação
9 Criptografia
IV) QoS
9 Uma das grandes características
9 ::192:31:20:46
II) Simplificação do Cabeçalho
9 7 campos contra 13 do IPv4
Parte II – A arquitetura TCP / IP
3.8 – ICMP
Parte II – A arquitetura TCP / IP
3.9 – ARP
(Internet Control Message Protocol)
(Address Resolution Protocol)
9 Protocolo de controle de mensagem da Internet
9 Serve para monitoração de enlaces Î PING
9 As mensagens trocadas por hosts são encapsuladas
em um pacote IP
9 Exemplos de mensagens:
9 A informação no nível de enlace não reconhece
endereço IP
9 No nível de enlace a informação possui um
endereço físico
9 Cada fabricante possui um identificador para
garantir a unicidade do endereço físico da interface
de rede
9 Ex: Ethernet Î Endereço de 48 bits
9 Objetivo do ARP:
Tipo de Mensagem
Destination Unreacheable
Não foi possível entregar o pacote
Time Execeded
Parameter Problem
Source quench
Redirect
Echo
Echo Reply
Timestamp Request
Timestamp Reply
Campo TTL atingiu zero
Campo de cabeçalho inválido
Pacote Regulador
Redireciona pacotes
Pergunta a um Host se ele está ativo
Desposta de Ativo (sim)
Igual a Echo, mas com timbre de hora
Igual a Echo Reply, mas timbre de hora
Descrição
9 Dado um endereço IP ele descobre qual o endereço
físico do Host (interface de rede)
9 Considere uma rede endereçada por 10.0.0.0/25 e
os seguintes hosts: 10.0.0.1, 10.0.0.2, e 10.0.0.3
9 Como o Host 1 vai transmitir para o host 3?
Parte II – A arquitetura TCP / IP
3.10 – RARP
(Reverse Address Resolution Protocol)
9 Faz o inverso do ARP
9 Dado um endereço ETHERNET, ele descobre qual
o endereço IP
9 Funcionamento:
9 Um host diz: Meu MAC é: 10:04:05:18:1F:D6,
qual o meu IP ?
9 O servidor RARP responde
Parte II – A arquitetura TCP / IP
3.11 – DHCP
(Dynamic Host Configuration Protocol)
9 Inicialmente chamado de BOOTP
9 A evolução do BOOTP gerou o DHCP
9 Papel Principal: Atribuir endereços IP’s a hosts de
maneira automática
9 Funciona em ambiente local ou remoto
9 O serviço é oferecido por um servidor DHCP
9 Funcionamento:
9 Cada máquina deve está configurada para
buscar um endereço IP automaticamente
9 Logo após a inicialização, o Host transmite por
difusão um pacote DHCP DISCOVERY
Parte II – A arquitetura TCP / IP
Parte II – A arquitetura TCP / IP
3.11 – DHCP
(Dynamic Host Configuration Protocol)
3.12 – OSPF
(Open Shortest Data First)
9 É um algorítmo de roteamento utilizado em
um Sistema Autônomo (SA)
9 Funcionamento (Cont):
9 Este pacote deve encontrar o servidor DHCP
9 O servidor DHCP, verifica o endereço de rede
(MAC), armazena-o e atribui um Endereço IP
dentro de uma faixa pré-configurada
9 Esta atribuição tem um tempo de concessão:
9 Este tempo impede que um IP fique atribuído
eternamente a um host
9 É chamado de Protocolo de Gateway Interior
9 Um algoritmo para roteamento entre SA’s é
chamado de Protocolo de Gateway Exterior
9 Na Internet original o protocolo usado era o
RIP Î Protocolo de Vetor de Distância
9 Em 1998 a IETF tornou o OSPF padrão na
Internet como protocolo de gateway interior
Parte II – A arquitetura TCP / IP
3.12 – OSPF
(Open Shortest Data First)
9 Características
9 Abertura
9 Variedade de unidade de medida de distância
como: Distância física dos enlaces, retardos etc.
9 Dinâmico (em relação à topologia física da rede)
9 Roteamento baseado em tipos de serviços
9 Balanceamento de Carga
9 Suporte para sistemas hierárquicos
9 Segurança
Parte II – A arquitetura TCP / IP
3.12 – OSPF
(Open Shortest Data First)
9 Compatível com 3 tipos de conexões
9 Linhas ponto a ponto, exatamente, (2 roteadores)
9 Redes de multiacesso com difusão Î LANs
9 Redes de multiacesso sem difusão Î WAN
9 Sua métrica é o Caminho Mais Curto
9 Distância física, retardo, etc..
9 Para isto transforma o conjunto de redes
(roteadores + linhas) em um grafo orientado
9 Cada arco recebe um custo
9 Em seguida é escolhido o caminho mais curto
Parte II – A arquitetura TCP / IP
3.12 – OSPF
(Open Shortest Data First)
9 Distingue 4 classes de roteadores
9 Roteador Interno
9 Roteador de Borda
9 Roteador de backbone
9 Roteador de Fronteira
9 Esses tipos de roteadores eventualmente se
sobrepõem
9 Mensagens do OSPF
Tipo da Mensagem
Hello
Link State Update
Descrição
Descobre os vizinhos do reteador
Fornece custo de transmissão aos vizinhos
Link State Ack
Confirma a Atualização do estado do enlace
Database Description
Anuncia as atualizações do transmissor
Link State Request
Solicita informações do parceiro
Parte II – A arquitetura TCP / IP
Parte II – A arquitetura TCP / IP
3.12 – BGP
(Border Gateway Protocol)
9 Protocolo de Gateway Exterior
9 Em um único AS, o OSPF é recomendado
9 Entre SA’s é o usado o BGP
9 As métricas utilizadas são políticas
9 Exemplos
9 Nenhum tráfego deve passar por certos SA’s
9 Nunca trafegar pacotes que comecem no Iraque e
terminem no Pentágono
9 Descartar Pacotes vindos do Afeganistão
9 Tráfego que inicie e terminem na IBM não devem passar
pela Microsoft
9 Estas políticas são configuradas manualmente em
cada roteador
9 Elas não fazem parte do protocolo em si
Parte II – A arquitetura TCP / IP