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PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO - PRT Protocolo IP PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO - PRT ARQUITETURA TCP/IP IP UTILIZA SERVIÇO DATAGRAMA. TCP É ORIENTADO A CONEXÃO. UDP É SEM CONEXÃO. SUB REDES . CAMADA DE APLICAÇÃO. CONCEITO DE SOCKET. PORT TCP + END. IP DA MÁQUINA PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO - PRT ARQUITETURA TCP/IP FAMÍLIA DE PROTOCOLOS SIMPLICIDADE DE IMPLEMENTAÇÃO CAMADAS DE PROTOCOLOS TCP - PROTOCOLO DE TRANSPORTE ORIENTADO A CONEXÃO IP - PROTOCOLO DE REDE SEM CONEXÃO E NÃO CONFIÁVEL PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO - PRT Apresentação do TCP/IP Host UNIX Host UNIX Internet TCP/IP • Conjunto de protocolos pioneiro • “ Universal ” PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO - PRT A Pilha do Protocolo TCP/IP Modelo de referência OSI Camadas conceituais TCP / IP 7 Aplicação 6 Apresentação 5 Sessão 4 Transporte Transporte 3 Rede Internet 2 Enlace 1 Física Aplicação Interface de rede Ethernet, 802.3, 802.5, FDDI, etc. PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO - PRT Camada de Aplicação Aplicação Transporte Internet Transferência de Arquivos - TFTP * - FTP - NFS E-Mail - SMTP Login Remoto - Telnet * - rlogin Gerenciamento da Rede - SNMP * Interface de rede Hardware * Usados pelo próprio roteador PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO - PRT Camada de Transporte Aplicação Transmission Control Protocol ( TCP ) Transporte User Datagram Protocol ( UDP ) Internet Interface de rede Hardware PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO - PRT Camada de Rede Aplicação Internet Protocol ( IP ) Transporte Address Resolution Protocol ( ARP ) Internet Reverse Address Resolution Protocol ( RARP ) Interface de rede Internet Control Message Protocol ( ICMP ) Hardware PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO - PRT PROTOCOLO IP O Protocolo IP é responsável pela comunicação entre máquinas em uma estrutura de rede TCP/IP. Ele provê a capacidade de comunicação entre cada elemento componente da rede para permitir o transporte de uma mensagem de uma origem até o destino. • As funções mais importantes realizadas pelo protocolo IP são a atribuição de um endereçamento aos equipamentos de uma rede ( independente da topologia utilizada ), e possibiliar a capacidade de rotear e tomar decisões de roteamento para o transporte das mensagens entre os elementos que interligam as redes... PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO - PRT CARACTERÍSTICAS DO IP RFC 791 SERVIÇO DATAGRAMA SERVIÇO DE REDE NÃO CONFIÁVEL GATEWAYS DE SUB REDES SEGMENTAÇÃO E REMONTAGEM DE DATAGRAMAS DE ACORDO C/ A MTU ROTEAMENTO DE PACOTES PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO - PRT CABEÇALHO IP PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO - PRT CABEÇALHO IP 0 4 Versão 4 bits 8 Tam. Cab. 4 bits 15 16 Tipo de Serviço (TOS) 8 bits Identificação 16 bits Tempo de Vida (TTL) 8 bits 31 Tamanho Total do Datagrama (em bytes) 16 bits Offset do fragmento 13 bits Flag 3 bits Protocolo 8 bits Soma Verificadora do Cabeçalho 16 bits Endereço IP de Origem 32 bits Endereço IP de Destino 32 bits Opções (se existir) Dados 20 bytes PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO - PRT Datagrama IP # Bits 4 4 VERS HLEN 8 Protocolo 8 16 16 Tipo de serviço Comprimento total Identificação 16 Checksum do header 3 Flags 32 32 var Endereço IP de origem Endereço IP de destino Opções IP 13 Frag Offset 8 TTL Dados ... PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO - PRT Cabeçalho dos datagramas IP • Versão – informação sobre a versão do protocolo ao qual o datagrama pertence • H.LEN (Header LENgth) – o tamanho do cabeçalho não é constante – por esta razão, o IHL informa o seu tamanho – tamanho mínimo é 20 octetos e tamanho máximo é de 60 octetos PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO - PRT • Service type – permite ao host informar a sub-rede sobre o tipo de serviço que ele quer – precedência,confiabilidade,atraso e vazão – não é tratado pelos roteadores atuais • Total length – tamanho do datagrama completo, incluindo cabeçalho e dados – tamanho máximo é 65.535 bytes PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO - PRT • Identification – permite a uma entidade determinar a que datagrama o fragmento recém chegado pertence – todos os fragmentos de um datagrama possuem o mesmo valor no campo Identification • Flags (3 bytes) DF MF – DF (Don’t Fragment): indica ao roteador que ele não deve fragmentar o datagrama pela impossibilidade do receptor remontá-lo PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO - PRT • Flags (continuação) – MF (More Fragments): todos os fragmentos exceto o último tem este bit ligado. É utilizado para saber quando todos os fragmentos do datagrama chegaram. • Fragment offset (13 bits) – indica a posição relativa que o fragmento ocupa no datagrama original • Time to live – indica o tempo de vida do datagrama(router hops) PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO - PRT • Protocol – quando o nível de rede montou o datagrama completo ele precisa saber o que fazer com ele – este campo indica a qual processo no nível de transporte entregá-lo (TCP ou UDP) • Header Checksum – verifica apenas o cabeçalho – recalculado em cada roteador, pois pelo menos um campo é modificado a cada salto(Time to Live) PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO - PRT • Endereço IP fonte e endereço IP destino – indica a rede e a estação (será visto a seguir) • Options – criado para suportar uma nova versão do protocolo – este espaço poderia ser utilizado para incluir campos não presentes no datagrama original • Padding – utilizado para garantir que o cabeçalho do datagrama é múltiplo de 32 bits PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO - PRT Configuração do Endereço IP PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO - PRT Endereçamento TCP/IP Host UNIX Companhia A Host UNIX Companhia B •Endereçamento único permite comunicação entre estações •Escolha de caminho é baseada em localização •Localização é representada por um endereço PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO - PRT ENDEREÇAMENTO IP Endereços IP são baseados nos conceitos de Rede e Host Host é qualquer equipamento com capacidade de transmitir e receber pacotes IP em uma Rede Hosts são interconectados por uma ou mais redes PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO - PRT ENDEREÇAMENTO IP O endereço IP é composto por: Identificação da rede Identificação do host na rede Tamanho de 32 bits (4 octetos) representados por 4 números decimais separados por um ponto: 200.1.2.3 Valores válidos no intervalo entre 0.0.0.0 e 255.255.255.255 Os primeiros bits do primeiro octeto definem a classe do endereço PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO - PRT Endereçamento IP 32 Bits Rede 8 Bits 131 Host 8 Bits . 108 8 Bits . 122 . 8 Bits 204 PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO - PRT Endereços IP •Classe A : N H H H •Classe B : N N H H •Classe C : N N N H N = Número da rede dado pela NIC H = Número do host (estação)dado pelo administrador da rede PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO - PRT Endereçamento IP - Classes 0 7 Octeto 1 15 Octeto 2 Classe A 0 Netid ( Rede ) 23 Octeto 3 31 Octeto 4 Hostid ( estação ) 1.0.0.0 até 126.255.255.255 Classe B 1 0 Netid ( Rede ) Hostid ( estação ) 128.0.0.0 até 191.255.255.255 Classe C 1 1 0 Netid ( Rede ) hostid 192.0.0.0 até 223.255.255.255 Classe D 1 1 1 0 Endereço Multicast Possibilita enviar uma informação para várias estações simultaneamente em uma mesma rede PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO - PRT Endereçamento IP - Classes A Classe A possui endereços suficientes para endereçar 128 redes diferentes com até 16.777.216 ( 224 = 16.777.216 ) hosts (estações) cada. A Classe B possui endereços suficientes para endereçar 16.384 redes diferentes com até 65.536 ( 216 = 65.536 ) hosts (estações) cada. A Classe C possui endereços suficientes para endereçar 2.097.152 redes diferentes com até256 ( 28 = 256 ) hosts (estações) cada. PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO - PRT Endereçamento IP – Privado A Internet Assigned Numbers Authority (IANA) reservou os três seguintes blocos de espaço de endereço IP para o endereçamento de redes privadas: IP 10.0.0.0 - 10.255.255.255 com uma máscara de sub-rede de 255.0.0.0 IP 172.16.0.0 - 172.31.255.255 com uma máscara de sub-rede de 255.255.0.0 IP 192.168.0.0 - 192.168.255.255 com uma máscara de sub-rede de 255.255.255.0 PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO - PRT Endereços IP (Regra do Primeiro Octeto) Bits Mais Octeto em Significativos Decimal 0 10 110 1 - 126 128 - 191 192 - 223 Classe do Endereço A B C PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO - PRT Endereços IP (Regra do Primeiro Octeto) Bits Mais Octeto em Significativos Decimal 0 10 110 1 - 126 128 - 191 192 - 223 Classe do Endereço A B C PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO - PRT ENDEREÇAMENTO IP Classe A B C D E Prefixo 0 10 110 1110 1111 Número da Rede Bits 01 a 07 Bits 02 a 15 Bits 03 a 23 N/A N/A Número do Host Bits 08 a 31 Bits 16 a 31 Bits 24 a 31 N/A N/A Os bits são identificados na ordem rede/host Endereços classe D são multicast Endereços classe E são reservados PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO - PRT Exercício Endereço Classe 10.2.1.1 128.63.2.100 201.222.5.64 192.6.141.2 130.113.64.16 256.241.201.10 Rede Host PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO - PRT Exercício Endereço Classe Rede 10.2.1.1 A 10.0.0.0 128.63.2.100 B 128.63.0.0 201.222.5.64 C 201.222.5.0 192.6.141.2 C 192.6.141.0 130.113.64.16 B 130.113.0.0 256.241.201.10 Não Existente Host 0.2.1.1 0.0.2.100 0.0.0.64 0.0.0.2 0.0.64.16 PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO - PRT Endereços de Host 15.1.1.1 131.108.200.1 E0 E1 15.250.8.11 131.108.3.10 15.180.30.118 131.108.12.12 IP : 131.108 .2.1 131 .108 . Rede 12 . 12 Host IP: 15.6.24.2 Tabela de Roteamento Rede Interface 131.108.0.0 15.0.0.0 E0 E1 PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO - PRT Endereçamento sem Subredes 131.108.0.0 • Rede 131.108.0.0 PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO - PRT Endereçamento com Subredes 131.108.4.0 131.108.1.0 131.108.3.0 131.108.2.0 • Rede 131.108.0.0 PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO - PRT 131.108.3.5 131.108.2.200 E0 E1 131.108.3.100 131.108.2.2 131.108.3.150 131.108.2.160 IP : 131.108 .2.1 131 .108 Rede . 2 . 160 Subrede Host IP: 131.108.3.1 NOVA Tabela de Roteamento Rede Interface 131.108.2.0 E0 131.108.3.0 E1 PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO - PRT Máscara ( Sub-redes ) IP Um parâmetro adicional, a MÁSCARA, identifica em um endereço IP, que porção de bits é utilizada para identificar a rede e que porção de bits para host. A máscara é formada por 4 bytes com uma sequência contínua de 1’s, seguida de uma sequência de 0’s. A porção de bits em 1 identifica quais bits são utilizados para identificar a rede no endereço e a porção de bits em 0, identifica que bits do endereço identificam a estação. PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO - PRT Máscara de Subredes Rede Endereço IP 131 Host 108 0 Rede Máscara de Subrede Default 255 255 Rede Máscara de Subrede de 8 bits 255 255 0 Host 0 Subrede 255 0 Host 0 Usa bits do campo de host a partir do bit mais significativo PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO - PRT Notação binária e decimal Considere um endereço IP 192.168.1.2. Este endereço IP tem quatro números separados . Este tipo de sistema é chamado de notação decimal separada por pontos.O conjunto desses quatro números é chamado de octeto, uma vez que representam um número binário de 8 bits. O valor máximo para cada um dos quatro números em um endereço IP é 255; Para coversão de um binário em um decimal, fazemos uso de uma tabela de conversão, onde adicionamos todos os BBV(bit binary value) e ignoramos os 0. BBV 128 64 32 16 8 4 2 1 Decimal 1 1 1 1 1 1 1 1 255 1 0 0 0 0 0 1 0 130 0 1 1 0 0 1 1 0 ? Converter o endereço IP decimal 192.168.1.2 em Binário ??? PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO - PRT Bits da Máscara de Subredes 128 64 32 16 8 4 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 = = = = = = = = 128 192 224 240 248 252 254 255 PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO - PRT Máscara de Subredes sem Subredes Rede 131.108.2.160 255.255.0.0 10000011 11111111 10000011 131 Host 01101100 00000010 10100000 11111111 00000000 00000000 01101100 108 00000000 0 00000000 0 • Subredes não utilizadas => default PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO - PRT Máscara de Subrede com Subredes Rede 131.108.2.160 255.255.255.0 10000011 11111111 10000011 131 Subrede Host 01101100 00000010 10100000 11111111 11111111 00000000 01101100 108 00000010 2 00000000 0 • Número da rede extendido por oito bits PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO - PRT Exercício Endereço Máscara de Subrede 131.108.2.10 255.255.255.0 15.6.24.20 255.255.0.0 168.124.36.12 255.255.255.0 Classe Subrede PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO - PRT Exercício Endereço Máscara de Subrede Classe Subrede 131.108.2.10 255.255.255.0 B 131.108.2.0 15.6.24.20 A 15.6.0.0 B 168.124.36.0 255.255.0.0 168.124.36.12 255.255.255.0 PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO - PRT Endereços de Broadcast 131.108.3.0 131.108.4.0 131.108.1.0 131.108.2.0 131.108.3.255 (Broadcast direto) 255.255.255.255 (Broadcast de rede local) X PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO - PRT Resumo das Subredes E0 E0 T0 S0 S0 Roteador A Roteador A Máscara Roteador B Subrede E0: 131.108.2.1 255.255.255.0 S0: 131.108.1.1 255.255.255.0 131.108.2.0 131.108.1.0 Roteador B Subrede Máscara S0: 131.108.1.2 255.255.255.0 E0: 144.254.4.1 255.255.252.0 T0: 144.254.16.1 255.255.252.0 131.108.1.0 144.254.4.0 144.254.16.0 Token Ring PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO - PRT Configuração do Endereço IP Router (config-if) # ip address endereço-ip máscara-da-sub-rede • Atribui um endereço e máscara de sub-rede • Começa processamento IP em uma interface PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO - PRT ENDEREÇAMENTO IP Endereços 127 são reservados para “loopback” e não devem ser utilizados Um endereço de host com todos os bits ligados (1’s) indica um broadcast genérico para a rede O número 0 (zero) para host indica “este equipamento” O número 0 (zero) para rede indica “esta rede” PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO - PRT ENDEREÇAMENTO IP Os bits e valores reservados reduzem a capacidade de endereçamento IP A maioria dos usuários Internet utiliza endereços classe C, já saturada Essa limitação será solucionada com a implantação do IPv6 O IPv6 utiliza 16 octetos e possibilita o equivalente a 1.564 endereços por m² da superfície da terra PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO - PRT Resumo Endereços IP são especificados em formatos de 32 bits decimais separados por pontos. Interfaces de roteadores podem ser configuradas com um endereço IP.
