A arquitetura TCP/IP TCP = Transmission Control Protocol, IP = Internet Protocol TCP – È um protocolo “connection –oriented” ( com estabelecimento de circuito) da camada “transporte” na Arquitetura TCP/IP. Ele garante a entrega de dados a um usuário local ou remoto. Os dados são entregues sem erros na ordem correta e sem duplicação Protocolo- È um conjunto de regras, formatos e temporização, que são utilizados para troca de informações entre dois ou mais computadores. A arquitetura TCP/IP Circuito – Canal de transmissão lógico (e não físico) estabelecido entre os pontos terminais da rede de comunicação. Os DTEs (data terminal equipament) acessam circuitos virtuais através de um identificador especificado no cabeçalho dos pacotes. A rede organiza um circuito virtual e mantém a associação para transmitir na rede. • TCP e IP são 02 protocolos independentes . • O IP (orientado a conexão) é sempre usado nesta arquitetura., • O TCP nem sempre.Mas quando se fala em TCP/IP não se está falando dos 02 protocolos e sim da Arquitetura que, além desses 02, possui dezenas de outros Protocolos . Como por ex. • PPP, IP, TCP, FTP, TELNET, SMTP, BOOTP, DNS, SNMP, UDP. Modelo OSI (Open System Interconnection) Modelo OSI APLICAÇÃO APRESENTAÇÃO SESSÃO TRANSPORTE REDE ENLACE DE DADOS CAMADA FÍSICA Modelo OSI (Open System Interconnection) X Arquitetura TCP/IP) Modelo OSI Arquitetura TCP/IP Aplicação Aplicação Apresentação Sessão Transporte Transporte Rede Rede Enlace de dados Enlace Camada Física Modelo OSI 7 – APLICAÇÃO: Disponibiliza serviços de rede, para processos • A aplicativos 7- Aplicaçãocomo: correio eletrônico, transf. de arquivos, emulação de terminais. 6 – APRESENTAÇÃO: Representação de dados, estrutura de dados, negocia a sintaxe de transf. de dados da camada aplicação. 5 – SESSÃO: Estabelece, gerência e termina sessões entre aplicativos. 4 – TRANSPORTE: Trata conexões entre hosts, detecção e recuperação de falhas, controle de fluxo de informações, Ex. se a rede conecta ou não, se chegou ou não seu arquivo. 3 – REDE: Fornece conectividade e seleção de caminhos entre dois Sistemas finais. 2 -ENLACE DE DADOS: Fornece transferência, notificação de erro, e controle de fluxo de sinais 1 - CAMADA FÍSICA: Fios conectores, voltagens, transmissão da taxa de dados. Comparação entre a arquitetura TCP/IP e o modelo OSI Comparando-se a arquitetura TCP/IP com o modelo OSI que está estruturado em 7 camadas pode-se dizer que: Na arquitetura TCP/IP a camada de aplicação assume, além das funções da camada de aplicação do Modelo OSI. Também as funções das camadas OSI de apresentação e de sessão: As camadas de transporte e de Rede são bastante assemelhadas em funções a essas mesmas camadas do Modelo OSI. Comparação entre a arquitetura TCP/IP e o modelo OSI Na arquitetura TCP/IP a camada de enlace assume, além das funções da camada de Enlace do Modelo OSI. Também as funções da camada Física ISO. O TCP trata os dados recebidos da Aplicação (conhecido como carga útil), como sendo um trem de octetos Numerando esses octetos sequencialmente) Ex. quando a carga é recebida em volume maior que o ideal para ser transmitido o TCP Fragmenta-a em blocos de tamanho padrão (default) igual a 536 octetos. A cada fragmento o TCP acrescenta o seu próprio cabeçalho, sendo o Conjunto: (cabeçalho + fragmento) chamado de segmento TCP, conf. Figura. Cabeçalho TCP Dados da Aplicação (fragmento de carga útil) Comparação entre a arquitetura TCP/IP e o modelo OSI O Fato das arquiteturas terem um número diferente de camadas não Significa, por isso só, que o modelo OSI (que tem mais camadas) é Capaz de realizar mais funções que a Arquitetura TCP/IP; quero dizer que apenas que as diferentes funções foram agrupadas de uma forma diferente. Isto porque as funções que tem que ser executadas para viabilizar Uma solução aberta de redes são sempre as mesmas. Comunicação Sistemas Abertos Dados Dados APLICAÇÃO APLICAÇÃO APRESENTAÇÃO APRESENTAÇÃO SESSÃO SESSÃO TRANSPORTE TRANSPORTE REDE REDE ENLACE DE DADOS ENLACE DE DADOS CAMADA FÍSICA CAMADA FÍSICA Nível Físico Plug de 25 pinos SUB-D (ISO 2110) Plug de 9 pinos SUB-D Plug de 8 pinos RJ-45 1 - CAMADA FÍSICA: Fios conectores, voltagens, transmissão da taxa de dados. Nível Enlace ESTRELA BARRAMENTO ... ANEL WIRELESS 2 -ENLACE DE DADOS: Fornece transferência, notificação de erro, e controle de fluxo de sinais Padrões de níveis Físico-Enlace LAN WAN IEEE 802.2 LLC E T H E R N E T LLC ENLACE PPP LAPB SDLC MAC ANSI FDDI IEEE 802.3 CSMA/ CD IEEE 802.5 Token Ring PHY FÍSICO PMD EIA/TIA-232 V.24 EIA/TIA-449 V35 G.703 HSSI Nível Enlace Endereço físico (MAC) 24 bit/s 24 bit/s CÓDIGO DO FABRICANTE 3 Bytes 00AA00.2CFACA Exemplo de códigos de fabricantes: 00-00-0C 00-00-1B 00-00-1D 02-60-8C 00-AA-00 Cisco Novell Cabletron 3Com Intel NÚMERO DE CONTROLE 3 Bytes Nível Rede Serviço orientado à conexão Ethernet |---|---|---|---|---| UNI UNI Rot. NNI Token Ring Ethernet Rot. |---|---|---|---|---| Token Ring Ethernet: - Barramento, Padrão de cabeamento baseada em 10BaseT, cuja taxa é de 10 Mbits/seg.opera sómente com cabeamento categoria 4 ou 5 no Brasil. Unicast – Identifica 1 computador Individualmente na rede Nível Rede Serviço não orientado à conexão Ethernet |---|---|---|---|---| Ethernet |---|---|---|---|---| UNI Rot. Token Ring UNI NNI Rot. Token Ring Token Ring – metódo usado na topologia anel, utiliza a tecnologia token passing em um anel físico; as estações se conectam a um Hub, cabeamento par trançado. Nível Rede DOMÍNIO ÀREA SEGMENTO NÓ ... 3 – REDE: Fornece conectividade e seleção de caminhos entre dois Sistemas finais. Nível Transporte Endereçamento das Aplicações APLICAÇÃO APRESENTAÇÃO CORREIO ELETRÔNICO SESSÃO TRANSPORTE ... EMULAÇÃO DE TERMINAL DADOS PORTE TRNSFERÊNCIA DE ARQUIVO ... segmento 4 – TRANSPORTE: Trata conexões entre hosts, detecção e recuperação de falhas, controle de fluxo de informações, Ex. se a rede conecta ou não, se chegou ou seu arquivo Nível Transporte Controle de fluxo fim-a-fim transmite não pronto pronto transmite Buffer cheio Buffer vazio Nível Transporte Send 1 Receive 1 Ack 2 Send 2 Receive 2 Ack 3 Send 1 Send 2 Send 3 Receive 1 Receive 2 Receive 3 Ack 4 Nível Sessão NetBIOS RPC X Windows NFS Service Request Service Reply 5 – SESSÃO: Estabelece, gerência e termina sessões entre aplicativos. Nível Apresentação Codificação dos dados Texto e Dados ASCII EBCDIC Gráfico e Imagens GIF JPEG PCX TIFF WMF Sons e Animações AVI MIDI MPEG WAV ABC ABC XKWygsdTUQQ Criptografia 6 – APRESENTAÇÃO: Representação de dados, estrutura de dados, negocia a sintaxe de transf. de dados da camada aplicação. Nível Aplicação APLICAÇÃO - ESTAÇÕES Processador de textos WORD APLICAÇÕES - REDE Gerenciamento Correio Eletrônico HP OPEN VIEW LOTUS NOTES Banco de dados ACCESS Planilha de cálculos Emulação de Terminal EXCEL 7 – APLICAÇÃO: Disponibiliza serviços de rede, para processos aplicativos como: correio eletrônico, transferência de arquivos, emulação de terminais. Modelos OSI e IEEE 802C Modelo OSI Modelo IEEE 802 APLICAÇÃO APRESENTAÇÃO SESSÃO PROTOCOLOS DE CAMADAS SUPERIORES TRANSPORTE REDE SUBCAMADA LLC ENLACE DE DADOS SUBCAMADA MAC CAMADA FÍSICA CAMADA FÍSICA Protocolos Modelo OSI OSI TCP/IP APLICAÇÃO VT, FTAM, MHS, ACSE, ROSE, RTSE APRESENTAÇÃO APRESENTAÇÃO SESSÃO SESSÃO TRANSPORTE TP0, TP1, .... a TP4 TCP, UDP REDE CLNP, CMNP IP ENLACE DE DADOS CAMADA FÍSICA T E L N E T F T P Ethernet, Token-Ring, FDDI, Wireless, ATM. S M T P Ethernet - Cabeamento 10Mbps 10BASE5 Meio de Transmissão Técnica de Sinalização 10BASE2 10BASE-T cabo coaxial cabo coaxial par trançado (50 ohm) (50 ohm) s /blindagem banda base banda base banda base (Manchester) (Manchester) (Manchester) 10BROAD36 10BASE-FP par de fibras de 850 nm Manchester (on/off) Topologia barramento barramento estrela cabo coaxial (75 ohm) banda larga (DPSK) barramento / árvore Comp. máx. p/ segmento Nós por segmento Diâmetro do cabo 500 185 100 1800 500 100 30 -- -- 33 10 mm 5 mm 0,4 - 0,6 mm 0,4 - 1,0 mm 62,5 / 125 m estrela STP = par trançado blindado (shielded twisted pair) UTP = par trançado sem blindagem (unshielded twisted pair) CAT 5 = de categoría 5 CAT 6 e 7 = de categorias 6 e 7 Copyright © 2001 Acterna Página 28 Ethernet Cabeamento 100Mbps 100BASE-T 100BASE-X 100BASE-TX 2 UTP Cat5 ou 2 STP 100BASE-T4 100BASE-FX Par de fibras 4 UTP Cat3 ou Cat5 Broadcast / Multicast Broadcast Multicast ... O broadcast é uma ferramenta poderosa quando o objetivo é enviar um mesmo pacote para todos os nós ao mesmo tempo. Quando mal utilizado, o broadcast pode afetar a performance dos nós, interrompendo a CPU desnecessariamente O objetivo do multicast é enviar um mesmo pacote para um grupo de nós. Normalmente o pacote de multcst interrompe a CPU dos nós da rede . Recentes implementações de drives de placa de rede permitem que este pacote seja examinado Pela propria rede, sem interromper os nós da CPU da Rede. Ethernet Tratamento de Colisão Confiabilidade • Duas estações escutam o barramento ao mesmo tempo e transmitem simultaneamente, ocorrendo assim uma colisão. Ambas OcorreTransmitem a Colisão! Simultâneamente Ethernet Comutada switch Ethernet 10 Mbit/s cliente 10 Mbit/s cliente 100 Mbit/s 10 Mbit/s 10 Mbit/s 10 Mbit/s cliente servidor cliente cliente Problemas Comuns - Ethernet • Problemas físicos • Conectores não encaixados adaptadores com defeito corretamente, cabos partidos, • Erros excessivos Ethernet (Excessive Ethernet Errors) • Alta utilização causa colisões excessivas • Estações com interferência causada por defeito no software ou adaptador • Erros FCS (seqüência de verificação de quadros) e outros quadros ilegais causados por defeito no software ou adaptador • Problemas de dispositivos de rede (Internetwork device problems) • Quadros descartados ou filtrados pelo dispositivo de rede • Dispositivos de rede (ponte ou roteador) podem não ser capazes de manipular a carga oferecida Pontes (Bridges) Como Atuam as Pontes camadas superiores camadas superiores TCP TCP IP IP LLC LLC MAC MAC PHY PHY terminal PHY ponte Copyright © 2001 Acterna MAC PHY terminal Página 35 Pontes (cont.) Roteadores (Routers) enlaces WAN (redes de longa distância) Arquitetura TCP/IP Modelo OSI Modelo DoD APLICAÇÃO APRESENTAÇÃO APLICAÇÃO SESSÃO TRANSPORTE TRANSPORTE REDE INTER-REDE ENLACE DE DADOS CAMADA DE ACESSO À REDE CAMADA FÍSICA DoD – departamento de defesa dos EUA ( Departament of defense) Como funciona... HTTP FTP DNS TCP SNMP UDP ICMP IP IGMP ARP Driver de Rede RARP Multiplexação de Overhead Dados de usuário Cab. da Aplicação Dados de usuário Cab. TCP/UDP Dados da Aplicação Cab. IP Cab. TCP/UDP Dados da Aplicação Cab. Ethernet Cab. IP Cab. TCP/UDP Dados da Aplicação 14 20 20/8 46 a 1500 bytes Rodapé Ethernet 4 Demultiplexação de Overhead demultiplexação baseada no Número da Porta de Destino do cabeçalho TCP ou UDP ICMP ARP FTP IGMP IP driver Ethernet HTTP TCP RARP DNS TFTP UDP demultiplexação baseada no campo Protocolo do cabeçalho IP demultiplexação baseada no Ethertype de quadro Ethernet Endereços IP • O padrão do IP especifica que cada host é associado a um endereço único de 32 bits conhecido por Endereço IP • Consistindo, geralmente, de um identificador para a rede e um identificador para o host • Para prover flexibilidade na associação de endereços a hosts e para permitir a mistura de diferentes tamanhos de rede numa inter-rede, dividiu-se o endereçamento em classes Classe de Endereçamento classe octeto 1 octeto 2 octeto 3 octeto 4 A Rede Host Host Host B Rede Rede Host Host C Rede Rede Rede Host Regra do Primeiro Octeto • Para que endereçamento entre as classes não colidisse, criouse regra do primeiro octeto, visando diferenciar o alcance de endereçamento de cada classe 128 64 32 octeto 1 16 8 4 2 Classe A Classe D 1 1 1 0 Classe B Classe E 1 1 1 1 0 1 0 Classe C 1 1 0 1 Endereços Especiais Prefixo Sufixo Tipo de Endereço Propósito todos 0 todos 0 este host rede todos 0 rede rede todos 1 broadcast direcionado todos 1 todos 1 broadcast limitado utilizado durante o bootstrap indentifica uma rede broadcast numa rede em específico Broadcast numa rede local 127 qualquer loopback teste O Cabeçalho IPv4 Internet Protocol V.4 Versão (4 bits) IHL (4 bits) Tipo de serviço (8 bits) Identificação (16 bits) Tempo de vida (8 bits) Comprimento total (16 bits) Flags 3 bits Protocolo (8 bits) Deslocamento do fragmento (13 bits) Checksum do cabeçalho (16 bits) Endereço de origem (32 bits) Endereço de destino (32 bits) Opções IP (se houver) ARP Address Resolution Protocol • O problema consiste em resolver um endereço IP lógico em um endereço físico (p/ex. Ethernet) ARP request 198.85.42.44 O 198.85.42.48 poderia responder? ARP reply ... 198.85.42.48 Sim, sou eu o 00.08.4F.CE.56 O Cabeçalho TCP Transfer Control Protocol Porta de Origem (16 bits) Porta de Destino (16 bits) Número de seqüência (32 bits) Número de reconhecimento (Acknowledgement) (32 bits) THL (4 bits) (6 bits) U A P R S F R C S S Y I G K H T N N Checksum (16 bits) Tamanho de Janela (16 bits) Ponteiro de Urgência (16 bits) Opções (0 ou mais palavras de 32 bits) Dados (Campo opcional) Gerenciamento de Conexão TCP Cliente Servidor LISTEN SYN RCVD SYN SENT ESTABLISHED ESTABLISHED Troca de Dados FIN WAIT 1 FIN WAIT 2 CLOSED CLOSED