PROTOCOLO IP Protocolo Internet (Internet Protocol - IP)

Aula 13 – Redes de Computadores – 17/10/2007
Universidade do Contestado – UnC/Mafra
Curso Sistemas de Informação
Prof. Carlos Guerber
através da Internet. Os pacotes podem chegar numa ordem diferente da ordem
em que foram enviados - o IP apenas os entrega. Colocá-los novamente na
ordem certa depende de um outro protocolo, o TCP.
Todos os outros protocolos da suite TCP/IP, com exceção do ARP e do
RARP, usam o IP para rotear frames de host para host.
PROTOCOLO IP
ESTRUTURA DO PROTOCOLO IPV4 (IP VERSÃO 4)
Protocolo Internet (Internet Protocol - IP) permite o roteamento de
pacotes numa rede de computadores.
Os endereços IPv4 são de 32 bits e o cabeçalho dos seus pacotes tem a
seguinte estrutura:
O IP é um protocolo da camada de rede (camada 3 no modelo OSI) que
contém informações de endereços e algumas informações de controle usadas
para rotear pacotes. O IP é o protocolo da camada de rede primário na suite de
protocolos TCP/IP. Os protocolos IP e TCP (Transmission Control Protocol Protocolo de Controle de Transmissão) formam o coração dos protocolos da
rede mundial de computadores que chamamos de Internet. O IP atende
perfeitamente comunicações WAN e LAN.
4
Versão
8
16
32 bits
IHL Tipo de serviço (TOS) Comprimento total
Identificação
Flags Offset do fragmento
Tempo de vida Protocolo
Checksum do cabeçalho
Endereço de origem
Endereço do destino
O IP tem duas finalidades principais:
•
•
Possibilitar entregas sem conexão (connectionless) e de melhor esforço
(best-effort) de datagramas (ou pacotes) através de uma rede e
Possibilitar a fragmentação e recomposição de pacotes para apoiar
enlaces (links) com tamanhos diferentes de unidade de transmissão
máxima (maximum-transmission unit - MTU).
O esquema de endereçamento IP integra o processo de roteamento de
pacotes IP através de redes interligadas. Cada endereço IP possui
componentes específicos e segue um formato básico. Estes endereços podem
ser subdivididos e usados para criar endereços de sub-redes. Cada
computador (conhecido como host) de uma rede TCP/IP recebe um endereço
lógico único que é dividido em duas partes principais: o número da rede e o
número do host.
O número da rede identifica uma rede e só pode ser dado pelo Centro
de Informação da Rede Internet (Internet Network Information Center InterNIC) se a rede fizer parte da Internet. Um provedor (Internet Service
Provider - ISP) pode obter blocos de endereços no InterNIC e depois, se
necessário, determinar um espaço de endereços. O número do host identifica
inequivocamente um host numa rede e é atribuído pelo administrador da rede
local.
Quando enviamos ou recebemos dados, por exemplo um email ou uma
página web, a mensagem é dividida em pequenas porções chamadas pacotes.
Cada um destes pacotes contém o endereço Internet do remetente e o
endereço do destinatário. Como uma mensagem é dividida em vários pacotes,
se for necessário cada um deles pode ser enviado por uma rota diferente
Opção + Padding
Dados
•
•
•
•
•
•
•
Versão - a versão do IP usado (4).
Comprimento do Cabeçalho IP (IP Header Length - IHL) - tamanho do
cabeçalho do datagrama. Aponta para o início dos dados. O valor
mínimo para um cabeçalho correto é 5.
Tipo de Serviço (Type-of-Service - TOS) - indica a qualidade do
serviço desejado especificando como um protocolo de uma camada
superior gostaria que o pacote fosse tratado e atribui vários níveis de
importância ao pacote. Este campo é usado para indicar Precedência,
Retardo (Delay), Passagem direta (Throughput) e Confiabilidade
(Reliability).
Comprimento total - especifica o tamanho, em bytes, do pacote inteiro,
incluindo o cabeçalho e os dados. O valor máximo que este campo
permite é 65.635. Tipicamente, os hosts estão preparados para aceitar
datagramas de até 576 bytes.
Identificação - contém um inteiro que identifica o pacote. O valor deste
campo é estabelecido pelo remetente para ajudar o destinatário na
recomposição dos fragmentos do datagrama.
Flags - é um campo de 3 bits, dos quais os dois menos significantes (os
dois da direita) controlam a fragmentação. O bit menos significante
especifica se o pacote pode ser fragmentado. O bit do meio especifica
se o pacote é o último fragmento de uma série de pacotes
fragmentados. O terceiro, ou mais significante, não é usado.
Offset de fragmento - Este campo de 13 bits indica a posição dos
dados do fragmento em relação ao início dos dados no datagrama
•
•
•
•
•
•
•
original, o que permite que o processo IP do destino reconstrua
apropriadamente o datagrama original.
Tempo de vida (Time-to-Live - TTL) - é um contador que cai
gradualmente para zero. Quando está zerado, o datagrama é
descartado. Isto previne que pacotes fiquem rodando infinitamente na
rede.
Protocolo - indica qual protocolo da camada superior recebe os pacotes
que chegam depois que o processamento IP estiver completo.
Checksum do cabeçalho - ajuda garantir a integridade do cabeçalho
IP. Como alguns campos do cabeçalho mudam, por exemplo, Tempo de
vida, o checksum é refeito e verificado em cada ponto em que o
cabeçalho Internet é processado.
Endereço de origem - especifica o nó remetente.
Endereço do destino - especifica o nó destinatário.
Opções - permite ao IP apoiar várias opções, por exemplo, segurança.
Dados - contém informações para camadas superiores.
O PROTOCOLO IP VERSÃO 6 (IPV6 OU IPNG)
O IPv6 é uma nova versão do IP baseada no IPv4. O IPv6 também é
conhecido como 'next generation IP' ou IPng. O IPv4 e o IPv6 são demultiplexados na camada de meios. Por exemplo, pacotes IPv6 são passam
pelas Ethernet com o tipo de conteúdo 86DD (hexadecimal) ao invés de 0800
dos IPv4.
ESTRUTURA DO PROTOCOLO IPV6 (IP VERSÃO 6)
4
Tamanho da carga
•
•
Melhor suporte para extensões e opções - as opções do IPv6 são
colocadas em cabeçalhos separados localizados entre o cabeçalho IPv6
e o cabeçalho da camada de transporte. Mudanças no modo como as
opções do cabeçalho IP são codificadas permitem redespachos mais
eficientes, são menos restritivas em relação ao tamanho das opções e
dão mais flexibilidade para introduzir novas opções no futuro.
Capacidade de marcação de fluxo - uma nova capacidade foi
adicionada para permitir a marcação de pacotes pertencentes a
determinados fluxos de tráfego para os quais o remetente solicita
tratamento especial como, por exemplo, non-default Quality of Service
(Qualidade de Serviço não default) ou real-time service (serviço em
tempo real).
16
24
32 bits
Marcação de fluxo
Próximo
cabeçalho
Limite
saltos
de
Endereço de origem (128 Bytes)
Endereço do destino (128 bytes)
•
•
•
•
•
O IPv6 aumenta o tamanho do endereço IP de 32 para 128 bits para
permitir mais níveis na hierarquia de endereçamento, um número muito maior
de nós endereçáveis e auto-configuração de endereços mais simples. A
escalabilidade de endereços multicast é introduzida. Um novo tipo de
endereço, chamado de endereço anycast, também é definido para enviar um
pacote para qualquer um de um grupo de nós. Duas grandes melhorias no IPv6
são:
12
Versão Prioridade
•
•
•
Versão - Versão do IP (IPv6 é 6).
Prioridade - campo da classe do tráfego que permite uma origem
identificar a prioridade de entrega dos pacotes desejada. Valores de
prioridade são divididos em duas faixas: tráfego onde a origem fornece o
controle de congestionamento e tráfego sem controle de
congestionamento.
Marcação de fluxo (Flow label) - a marcação de fluxo é usada por uma
origem para marcar os produtos para os quais solicita tratamento
especial pelo roteador IPv6. O fluxo recebe uma identificação única
através da combinação de um endereço de origem e uma marcação de
fluxo diferente de zero.
Tamanho da carga (Payload length) - o tamanho da porção de dados
do pacote.
Próximo cabeçalho - identifica o tipo de cabeçalho logo após o
cabeçalho IPv6.
Limite de saltos (Hop limit) - é decrementado em um por cada um dos
nós que redespacha o pacote. O pacote é descartado se o Hop Limit
chegar a zero.
Endereço de origem - um endereço de 128 bits do remetente do
pacote.
Endereço do destino - um endereço de 128 bits do destinatário do
pacote (possivelmente não o destinatário final se existir um cabeçalho
de roteamento).