Camada de Rede - ACMESECURITY.org

UNESP - IBILCE - SJRP - Curso de Redes de Computadores
Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
Curso de
Redes de Computadores
Adriano Mauro Cansian
[email protected]
Capítulo 4
Camada de Rede
1
unesp - IBILCE - SJRP
Capítulo 4: Camada de Rede
Metas:
  Entender os princípios
em que se fundamentam
os serviços de rede:
 
Roteamento
•  seleção de caminhos.
 
 
Escalabilidade.
Implementação na
Internet.
Veremos:
  Serviços da camada de rede.
  Princípio de roteamento.
  Roteamento hierárquico.
 
AS
  Endereços IP.
  Protocolos de roteamento da
Internet.
 
 
Dentro de um domínio.
Entre domínios
  Como funciona um roteador.
2
Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian
1
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Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
Funções da camada de rede (1)
  Prover transporte de pacotes fim-a-fim.
  Ligar hosts com hosts.
•  (Lembrar do exemplo dos primos que moram em casas em
estados diferentes e querem trocar cartas entre si).
  Exigências que devem ser atendidas:
 
 
 
Suportar pilhas de protocolos inferiores diferentes.
Admitir camadas inferiores heterogêneas.
Admitir organização em múltiplos domínios.
  Requisitos ainda em desenvolvimento:
 
 
Qualidade de serviço (QoS).
Mobilidade total (roteamento wireless).
3
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Note que os roteadores
intermediários não
precisam das camadas
superiores da pilha TCP/IP
Funções da camada de rede (2)
  Missão: Transportar pacotes do
host emissor ao receptor.
  Protocolo da camada de rede:
presente em hosts e routers.
Três funções importantes:
  Determinação do caminho: rota
seguida por pacotes da origem
ao destino. Algoritmos de
roteamento.
  Comutação: mover pacotes
dentro do roteador, da entrada
até a saída apropriada.
  Estabelecimento da chamada:
algumas arquiteturas de rede
requerem determinar o caminho
antes de enviar os dados.
aplicação
transporte
rede
enlace
física
rede
enlace
física
rede
enlace
física
rede
enlace
física
rede
enlace
física
rede
enlace
física
rede
enlace
física
rede
enlace
física
rede
enlace
física
aplicação
transporte
rede
enlace
física
Não acontece na Internet
4
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2
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Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
Funções da camada de rede (3)
• Como já dito: transportar pacotes
entre hosts (origem-destino).
• No lado transmissor: encapsula
os segmentos em datagramas.
• No lado receptor: entrega os
segmentos à camada de
transporte (desencapsula).
• Roteador  examina campos
de cabeçalho em todos os
datagramas IP que passam por
ele.
•  É “stateless”.
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Funções-chave da camada de rede:
  Roteamento:
  Determinar a rota a ser seguida pelos pacotes.
  Comutação ou repasse:
  Mover pacotes dentro do roteador, da entrada para a
saída apropriada.
  Algoritmos de roteamento - analogia:
 
 
Roteamento: processo de planejar a viagem para
saber qual caminho seguir.
Comutação: processo de passar por um único
cruzamento.
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3
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Capítulo 4
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Interação entre roteamento e comutação (repasse)
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Modelo de serviço de rede
  O modelo de serviço de
rede define as
características da
transmissão de dados
fim-a-fim, entre uma
borda da rede e a outra
borda.
  Ou seja, entre os
sistemas emissor e
receptor.
A abstração mais
importante provida
pela camada de rede:
? ?
?
Circuito virtual
ou
Datagrama?
8
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4
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Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
Introdução à comutação (1)
  Comutação de circuitos:
  Paradigma: o sistema telefônico que usa circuito
dedicado fim-a-fim.
  Comutação de pacotes:
Paradigma: sistema de correios, onde a
correspondência é re-roteada em vários pontos.
 Comparando os serviços na camada de rede e de
transporte:
 
  Rede: entre dois hosts.
  Transporte: entre dois processos (fim a fim).
9
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Circuitos virtuais
  Caminho origem-destino se comporta como um circuito
telefônico.
 
Em termos de desempenho.
  Há o estabelecimento de cada chamada antes do envio dos
dados.
  Cada pacote tem identidade de CV.
 
E não endereços origem/destino.
  Cada comutador mantém uma tabela do estado dos
circuitos.
  Após a utilização, o CV deve ser desfeito.
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Capítulo 4
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Circuitos virtuais: protocolos de sinalização
  Usados para estabelecer, manter ou destruir C.V.
  Exemplos: ATM, frame-relay e X.25.
  Pergunta: é possível montar uma camada de rede sobre
outra camada de rede ?
aplicação
6. dados recebidos aplicação
transporte 5. começa fluxo de dados
4. conexão completa
3. chamada aceita transporte
rede
1. inicia chamada
rede
2. chegada de chamada
enlace
enlace
física
física
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Rede de datagramas: o modelo da Internet
  Não requer estabelecimento de chamada na camada de rede
  Não guarda estado sobre transmissões.
 
Não existe o conceito de “conexão” na camada de rede.
  Pacotes são roteados usando endereços de destino.
 
“Carimbar” o pacote com endereço, e enviar.
 
Dois pacotes podem seguir caminhos diferentes até destino.
aplicação
transporte
rede
1. envia dados
enlace
física
aplicação
transporte
rede
2. recebe dados
enlace
física
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6
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Capítulo 4
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Tabela de comutação ou repasse
Considerando o espaço de endereçamento no IPv4
(atual) existem 4 bilhões de entradas possíveis
Destination Address Range
Link Interface
11001000 00010111 00010000 00000000!
through
11001000 00010111 00010111 11111111!
0
11001000 00010111 00011000 00000000!
through
1
11001000 00010111 00011000 11111111 !
11001000 00010111 00011001 00000000!
through
2
11001000 00010111 00011111 11111111 !
otherwise
3
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Decisão de repasse
Prefix Match
Link Interface
11001000 00010111 00010
0
11001000 00010111 00011000
1
11001000 00010111 00011
2
Qualquer outro
3
Exemplos
11001000 00010111 00010110 10100001
Qual interface?
11001000 00010111 00011000 10101010
Qual interface?
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7
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Capítulo 4
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Decisão de repasse
Prefix Match
Link Interface
11001000 00010111 00010
11001000 00010111 00011000
11001000 00010111 00011
Qualquer outro
0
1
2
3
Exemplos
11001000 00010111 00010110 10100001 ! Qual interface?
0
11001000 00010111 00011000 10101010 ! Qual interface?
1
Regra do maior prefixo: o prefixo mais longo na tabela de
roteamento tem precedência na decisão.
unesp - IBILCE - SJRP
O que há dentro do roteador ?
Visão geral da arquitetura de um
roteador
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8
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Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
Visão Geral de Arquitetura de Roteadores
  Duas funções fudamentais de roteadores:
  Executar algoritmos e protocolos de roteamento
•  RIP, OSPF, BGP, dentre outros.
 
Repassar(*) datagramas da interface de entrada para a
saída.
(*) Repassar = Comutar
17
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Funções da Porta de Entrada
Camada física:
recepção de bits
Comutação descentralizada:
  Verifica o destino do datagrama, e procura
Camada de enlace:
Exemplo: Ethernet
(veremos no capítulo 5)
qual porta de saída, usando tabela de
rotas na memória da porta de entrada.
  Meta: fazer processamento da porta de
entrada na ‘velocidade da linha’.
  Formação de Filas: acontece se
datagramas chegam mais rápido que taxa
de re-envio para matriz de comutação
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Capítulo 4
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Estruturas de comutação
Dentro do roteador existe uma das 3 estruturas principais
de comutação:
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Três tipos de matriz de comutação
serão vistas em seguida
20
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Capítulo 4
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Comutação via Memória
  Presentes nos roteadores da primeira geração:
  Pacote é copiado para a memória pelo processador do
sistema  ocorre um gargalo: processamento único.
  Depois é lido para fazer o repasse.
  A velocidade limitada pela largura de banda da memória.
 
2 travessias do barramento por datagrama (entra e sai na memória).
Porta de
Entrada
Memória
Porta de
Saída
Roteadores atuais / modernos:
  Colocam processador da porta de entrada:
  Consulta tabela e copia para a memória.
Barramento do Sistema
21
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Comutação via
Barramento
  Datagrama viaja da memória da porta de entrada à
memória da porta de saída, via um barramento
compartilhado.
  Contenção pelo barramento: taxa de comutação
limitada pela largura de banda do barramento.
  Barramento de 1 a 10 Gbps são comuns.
 
Velocidade suficiente para roteadores de acesso e
corporativos (mas não de backbone).
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11
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Capítulo 4
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Comutação cross-bar
(Rede ou matriz de Interconexão)
  Supera limitações dos barramentos.
  Matrizes de interconexão desenvolvidas
inicialmente para interligar processadores num
multiprocessador (Redes Banyan).
  Consiste de 2n barramentos, conectando n portas de
entrada com n portas de saída.
  Portas podem “conversar” ao mesmo tempo na matriz.
  Taxas atuais variam de 100 a 200 Gbps pela rede de
interconexão.
 
Indicado para roteadores de backbone.
23
unesp - IBILCE - SJRP
cross-bar
Portas podem “conversar”
ao mesmo tempo na matriz.
24
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12
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Capítulo 4
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Porta de Saída
  Buffers necessários quando datagramas chegam da
matriz de comutação mais rápido do que a taxa de
transmissão do enlace.
  Eventualmente há disciplina de escalonamento: escolha
dos datagramas enfileirados para transmissão.
 
TOS no datagrama IP (será discutido mais adiante).
25
unesp - IBILCE - SJRP
Filas na Porta de Saída
  Usa buffers quando taxa
de chegada através do
comutador excede taxa
de transmissão de
saída.
  Ocorre enfileiramento
(atraso) e perdas devido
ao transbordo do buffer
da porta de saída.
26
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13
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Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
Filas na Porta de Entrada: Bloqueio Head-of-Line (HOL)
  Se matriz de comutação é mais lenta do que a soma das
portas de entrada juntas → pode haver filas nas
portas de entrada.
  Bloqueio HOL: datagrama na cabeça da fila impede
outros na mesma fila de avançarem.
  Acontecem retardo de enfileiramento e perdas
devido ao transbordo do buffer de entrada!
27
unesp - IBILCE - SJRP
Bloqueio HOL
1
A
B
2
1 – Pacote vermelho está sendo enviado para porta A.
2 – Pacote vermelho também quer ir para A, mas esta impedido até que
1 termine.
2 – Pacote verde quer ir para B que está livre, mas está impedido até
que o pacote vermelho da sua frente seja enviado.
28
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14
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Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
A Camada de Rede na Internet
29
unesp - IBILCE - SJRP
A Camada de Rede na Internet
Camada de
rede
Camada de Transporte: TCP, UDP
Protocolo IP
•  Endereçamento
•  Formato dos datagramas
•  Tratamento de pacotes
Prot. de roteamento
•  Escolha de caminhos
•  RIP, OSPF, BGP
Tabela
de rotas
Protocolo ICMP
•  Aviso de erros
•  Sinalização de rotas
Camada de enlace (datalink)
Camada física
30
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Capítulo 4
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Endereçamento IP
31
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Endereçamento IP (1)
  Um endereço IP consiste de 32 bits, divididos
em dois campos:
•  Número de rede (network number).
•  Número do host (host number).
  Ou três campos... (subneting ou sub-redes)
•  Número de rede (network number).
•  Número de sub-rede (subnet number).
•  Número de host (host number).
32
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16
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Capítulo 4
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Endereçamento IP (2)
  Os endereços IP são escritos em notação decimal:
xxx . yyy . zzz . kkk
223 . 1 . 1 . 1
11011111 00000001 00000001 00000001
  Grupo decimal (entre os pontos decimais) é conhecido como um
“octeto”
   é o decimal equivalente aos 8 bits do endereço binário.
  “Endereço de 4 Octetos” (4 quatro grupos de 8 bits).
  Exemplos:
•  68.18.1.36  o número decimal 68 representa o campo de rede do
endereço.
•  137.4.80.1  o número decimal 137.4 representa o campo de rede do
endereço.
(alguns endereços são reservados. Serão tratados mais adiante).
33
unesp - IBILCE - SJRP
Endereço IP – notação decimal
2726252423222120 2726252423222120 2726252423222120 2726252423222120
10000000 00001010 00000010 00011110
27=128
23+21=10
21=2
128.10.2.30
notação
binária
24+23+22+21=30
notação decimal
pontuada
34
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17
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Capítulo 4
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Endereços de host e de rede
Endereço IP de 32 bits
Identificador da
rede
host
Identificador do
host
REDE
REDE
internet
hosts com
identificadores
de rede
distintos.
hosts com o
mesmo
identificador de
rede.
REDE
REDE
35
unesp - IBILCE - SJRP
Endereçamento IP (3)
  Endereço IP:
identificador de 32-bits
para interface de estação
ou roteador.
  Interface: conexão entre
estação, roteador e enlace
físico.
 
 
 
Roteador típico tem
múltiplas interfaces.
Estação pode ter múltiplas
interfaces.
Endereço IP é associado à
interface, e não à estação
ou roteador.
223.1.1.1
223.1.1.2
223.1.1.4
223.1.1.3
223.1.2.1
223.1.2.9
223.1.3.27
223.1.2.2
223.1.3.2
223.1.3.1
223.1.1.1 = 11011111 00000001 00000001 00000001
223
1
1
1
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18
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Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
Endereçamento IP (4)
223.1.1.1
  Endereço IP:
 
Uma parte de rede
223.1.1.2
223.1.1.4
•  (bits de mais alta ordem).
 
Uma parte de estação
223.1.2.1
223.1.2.9
•  (bits de mais baixa ordem).
223.1.3.27
223.1.1.3
  O quê é uma rede IP?
 
 
223.1.2.2
LAN
Interfaces de dispositivos
com a mesma parte de rede
nos seus endereços IP.
Podem alcançar um ao outro
sem passar por um roteador.
223.1.3.2
223.1.3.1
Esta rede consiste de 3 redes IP
(para endereços IP começando com
223, os primeiros 24 bits são a
parte de rede).
37
unesp - IBILCE - SJRP
Endereçamento IP (5)
Como achar as redes?
  Dissociar cada
interface do seu
roteador ou estação.
  Criar “ilhas” de redes
isoladas.
223.1.1.2
223.1.1.1
223.1.1.4
223.1.1.3
223.1.9.2
223.1.7.0
223.1.9.1
223.1.7.1
223.1.8.1
Sistema interligado
consistindo de
seis redes
223.1.8.0
223.1.2.6
223.1.2.1
223.1.3.27
223.1.2.2
223.1.3.1
223.1.3.2
38
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19
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Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
Classes de redes (1)
Dada a noção de “rede”, vamos examinar endereços IP:
Endereçamento “baseado em classes”: denominação antiga
(em desuso)  aqui só por motivos didáticos / históricos.
classe
A
0 rede
B
10
C
110
D
1110
1.0.0.0 to
127.255.255.255
estação
rede
128.0.0.0 to
191.255.255.255
estação
rede
estação
192.0.0.0 to
223.255.255.255
224.0.0.0 to
239.255.255.255
endereço multiponto
32 bits
39
unesp - IBILCE - SJRP
Classes de redes (2)
32 Bits
Range of host
addresses
Class
A
0
Network
B
10
C
110
D
1110
E
11110
1.0.0.0 to
127.255.255.255
Host
Network
128.0.0.0 to
191.255.255.255
Host
Network
Multicast address
Reserved for future use
Host
192.0.0.0 to
223.255.255.255
224.0.0.0 to
239.255.255.255
240.0.0.0 to
247.255.255.255
Para um endereço classe A  o primeiro bit é sempre 0  28-1 redes
Para um endereço classe B  os dois primeiros bits são 10  216-2 redes
Para um endereço classe C  os três primeiros bits são 110  224-3 redes
Endereçamento “baseado em classes”: denominação antiga (em desuso).
Consta aqui só por motivos didáticos / históricos.
40
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20
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Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
Classes de redes (3)
  Endereços Classe A ( “/8”)
 
Atribui 8 bits para o campo de rede e um total de 24 bits para o
restante do endereço.
 
Esta classe pode endereçar quase 17 milhões de diferentes nós em
uma rede. Um endereço classe A é usado para redes muito grandes.
  Endereços Classe B ( “/16”)
 
Um endereço classe B atribui 16 bits para o campo de rede e um total
de 16 bits para o restante do endereço.
 
Isto permite endereçar cerca de 65.000 diferentes nós em uma rede.
  Endereços Classe C ( “/24”)
 
Um endereço classe C atribui 24 bits para o campo de rede e 8 bits
para o resto do endereço.
 
Isto permite endereçar 254 diferentes nós na rede.
Endereçamento “baseado em classes”: denominação antiga (em desuso).
Consta aqui só por motivos didáticos / históricos.
41
unesp - IBILCE - SJRP
Endereçamento IP: CIDR
  Endereçamento baseado em classes:
 
 
Uso ineficiente e esgotamento do espaço de endereços.
Exemplo: rede da classe B aloca endereços para 65.000 estações,
mesmo se houver apenas 2.000 estações nessa rede.
  CIDR: Classless InterDomain Routing
 
 
Parte de rede do endereço de comprimento arbitrário
Formato de endereço: a.b.c.d/x, onde x é número de bits na parte
de rede do endereço.
parte
de rede
parte de
estação
11001000 00010111 00010000 00000000
200.23.16.0/23
42
Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian
21
UNESP - IBILCE - SJRP - Curso de Redes de Computadores
Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
Endereços reservados de REDE e BROADCAST (1)
Endereços de REDE:
•  Para se referir a uma rede  os bits do campo de host
são colocado como 0.
 
O endereço /16 identificado como 137.4.0.0 refere-se à rede
137.4. *.*
 
O endereço /24 identificado como 200.17.28.0 refere-se à rede
200.17.28.*
43
unesp - IBILCE - SJRP
Endereços reservados de REDE e BROADCAST (2)
Endereços de broadcast
  Um endereço que se refere a todos os hosts em uma rede é
um endereço de broadcast.
•  Para se referir a todos os nós de uma rede em particular, os bits de
host são ajustados para 1.
  Exemplos:
–  O endereço 15.255.255.255 refere-se a todos os nós da rede
15. /8 .
–  O endereço 200.17.28.255 refere-se a todos os nós da rede
200.17.28 / 24
44
Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian
22
UNESP - IBILCE - SJRP - Curso de Redes de Computadores
Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
Subneting e subnetmask (1)
Máscaras de sub-rede (subnetmasking):
  Máscara de sub-rede → diz para um roteador ou
software específico o comprimento dos
campos de rede e de host.
  Os administradores podem definir o campo de
subnetmask de modo a dividir uma rede em
sub-redes menores, de acordo com a
conveniência necessária.
  O “/” indica a máscara aplicada.
45
unesp - IBILCE - SJRP
Subneting e subnetmask (2)
46
Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian
23
UNESP - IBILCE - SJRP - Curso de Redes de Computadores
Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
Subneting e subnetmask (3)
Funcionamento e obtenção da máscara:
  A parte do endereço IP correspondente à
identificação do host (ou seja, o hostid) é
dividida:
•  Um bit ligado (1)  indicará que aquele bit deverá ser
interpretado como parte do número de sub-rede.
•  Um bit desligado (0)  indicará que aquele bit deverá ser
interpretado como parte do número de identificação de
hostid.
  Em seguida  cada grupo de 8 bits é convertido para seu decimal
equivalente, indicando a subnetmask.
47
unesp - IBILCE - SJRP
Subneting e subnetmask (4)
48
Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian
24
UNESP - IBILCE - SJRP - Curso de Redes de Computadores
Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
Subneting e subnetmask (5)
200.17.28.66/26
IP Address
subnetmask
Hostid Binário
End. Sub-rede
Interpretação
200.17.28.66
255.255.255.192
66 = 01000010
200.17.28.64
(1ª rede, host 2)
(01000000)
Host 2 (000010) na
subrede 200.17.28.64
135 = 10000111
200.17.28.128
(10000000)
200.17.28.135 255.255.255.192
ª
(2 rede, host 7)
Host 7 (000111) na
subrede
200.17.28.128
200.17.28.135/26
49
unesp - IBILCE - SJRP
Subneting e subnetmask (6)
50
Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian
25
UNESP - IBILCE - SJRP - Curso de Redes de Computadores
Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
Subnetmask: tabelinha
51
unesp - IBILCE - SJRP
Endereços reservados
  Ou endereços privados (categoria 1)
  1 REDE /8:
  10.0.0.0 a 10.255.255.255
  16 REDES /16:
  172.16.0.0 a 172.31.255.255
  256 REDES /24:
  192.168.0.0 a 192.168.255.255
52
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26
UNESP - IBILCE - SJRP - Curso de Redes de Computadores
Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
Endereços reservados
  Não podem ser atribuídos a nenhuma estação:
  127.0.0.1:
•  Endereço de Loopack
 
nnn.nnn.nnn.255:
•  BroadCast : todos os bits de host ajustados para 1.
•  n.n.n.255 – Ex: BroadCast para rede /24
•  n.n.255.255 – Ex: BroadCast para rede /16
•  n.255.255.255 – Ex: BroadCast para rede /8
 
nnn.nnn.nnn.000:
•  Network: todos os bits de host ajustados para 0.
•  n.n.n.0 – Ex: End. Rede para rede /24
•  n.n.0.0 – Ex: End. Rede para rede /16
•  n.0.0.0 – Ex: End. Rede para rede /8
 
0.0.0.0:
•  Endereço de Inicialização (DHCP)
53
unesp - IBILCE - SJRP
Divisão de endereços IP:
Como subdividir uma rede (parte do endereço de rede):
  Alocação a partir do espaço de endereços do provedor IP.
  Provedor pode subdividir sua alocação: digamos que ele
tem um “/20”, então pode entregar “/23” aos seus clientes:
Bloco do
provedor
Organização 0
11001000 00010111 00010000 00000000
200.23.16.0/20
11001000 00010111 00010000 00000000
200.23.16.0/23
Organização 1
11001000 00010111 00010010 00000000
200.23.18.0/23
Organização 2
...
11001000 00010111 00010100 00000000
…..
….
200.23.20.0/23
….
Organização 7
11001000 00010111 00011110 00000000
200.23.30.0/23
54
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27
UNESP - IBILCE - SJRP - Curso de Redes de Computadores
Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
Endereçamento hierárquico: agregação de rotas
Endereçamento hierárquico permite anunciar
eficientemente informação sobre rotas:
Organização 0
200.23.16.0/23
Mande-me qualquer coisa
com endereços que
começam com
200.23.16.0/20
Organização N1
200.23.18.0/23
Organização N2
200.23.20.0/23
.
.
Organização N7 .
.
.
.
Provedor A
Internet
200.23.30.0/23
Provedor B
Mega-empresa A
199.31….. /16
“Mande-me qualquer coisa
com endereços que
começam com
199.31.0.0/16”
55
unesp - IBILCE - SJRP
Endereçamento hierárquico: rotas mais específicas
• Organização 1 precisou mudar de provedor ou emoresa, mas precisa levar os Ips:
• Provedor B agora anuncia uma nova rota mais específica para a Organização 1.
Organização 0
200.23.16.0/23
Organização 2
200.23.20.0/23
Organização 7
.
.
.
.
.
.
Provedor A
mande-me qq coisa
com endereços que
começam com
200.23.16.0/20
Internet
200.23.30.0/23
Provedor B
Organização 1
200.23.18.0/23
mande-me qq coisa
com endereços que
começam com 199.31.0.0/16
ou 200.23.18.0/23
Mega-empresa A
199.31….. /16
56
Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian
28
UNESP - IBILCE - SJRP - Curso de Redes de Computadores
Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
Quando outros roteadores virem o anúncio dos blocos
Endereçamento hierárquico:
rotas maise 200.23.18.0/23
específicas e
de endereço 200.23.16.0/20
quiserem rotear para um endereço no bloco
200.23.18.0/23 eles vão usar a regra de ajuste ao
prefixo mais longo e rotear em direção endereço de
rede maior (mais específico) que casa com o
endereço de destino.
Organização 0
200.23.16.0/23
Organização 2
200.23.20.0/23
Organização 7
.
.
.
mande-me qq coisa
com endereços que
começam com
200.23.16.0/20
.
.
.
Provedor A
Internet
200.23.30.0/23
Provedor B
Organização 1
200.23.18.0/23
Mega-empresa A
199.31….. /16
mande-me qq coisa
com endereços que
começam com 199.31.0.0/16
ou 200.23.18.0/23
57
unesp - IBILCE - SJRP
Endereçamento IP - Governança
Como um provedor IP consegue um bloco de
endereços?
ICANN: Internet Corporation for Assigned
Names and Numbers (http://www.icann.org)
 
 
 
 
Aloca endereços.
Gerencia DNS.
Aloca nomes de domínio e resolve disputas.
No Brasil, estas funções foram delegadas ao Registro Nacional
(http://registro.br), sediado na FAPESP (SP), e comandado pelo
Comitê Gestor Internet BR (CG-Br)
58
Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian
29
UNESP - IBILCE - SJRP - Curso de Redes de Computadores
Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
Encaminhamento de datagramas
59
unesp - IBILCE - SJRP
Envio de datagramas
  Para transferir um datagrama o emissor:
1.  Encapsula o datagrama num quadro da
camada de enlace,
2.  Mapeia o endereço IP de destino em um
endereço físico e,
3.  Para entrega-lo, usa o hardware da rede local.
 
Camada Datalink (MAC).
60
Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian
30
UNESP - IBILCE - SJRP - Curso de Redes de Computadores
Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
Encaminhamento direto
  Emissor: (1.) extrai a parte da rede do
endereço IP de destino, e (2.) compara à parte
de rede de seu próprio endereço.
 
Se houver correspondência, significa que o
datagrama pode ser enviado diretamente.
  Encaminhamento direto é sempre o passo
final de qualquer transmissão de datagrama.
 
 
Sempre o roteador final se conectará diretamente
à mesma rede física do destino.
Chamado de “último passo da rota” (last hop).
61
unesp - IBILCE - SJRP
Encaminhamento indireto
  Quando um host deseja enviar algo para outro
host  encapsula o datagrama, e o envia ao
roteador mais próximo (gateway de saída).
  O datagrama passa de roteador a roteador,
até chegar a um que possa entrega-lo
diretamente.
  Quando um frame chega no roteador  o
software do roteador extrai o datagrama
encapsulado, e seleciona o próximo roteador
ao longo do caminho em direção ao destino.
62
Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian
31
UNESP - IBILCE - SJRP - Curso de Redes de Computadores
Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
Enviando um datagrama da origem ao destino (1)
tabela de rotas em A
rede dest. próx. rot.
datagrama IP:
Campos end. IP
origem
misc
end. IP
dest
223.1.1
223.1.2
223.1.3
dados
A
  Datagrama permanece
inalterado, enquanto
passa da origem ao
destino.
B
N enlaces
1
2
2
223.1.1.4
223.1.1.4
223.1.1.1
223.1.1.2
223.1.1.4
223.1.1.3
223.1.2.1
223.1.2.9
223.1.2.2
223.1.3.27
E
223.1.3.2
223.1.3.1
63
unesp - IBILCE - SJRP
Enviando um datagrama da origem ao destino (2)
campos
misc 223.1.1.1 223.1.1.3 dados
Seja um datagrama IP
originando em A, e
endereçado a B:
  A procura endereço de rede de B.
rede dest. próx. rot.
223.1.1
223.1.2
223.1.3
A
  A descobre que B é da mesma rede
que A (usando o prefixo do endereço).
  Camada de enlace de A envia o
datagrama diretamente para B num
frame da rede local.
  B e A são chamados de
“diretamente conectados”.
B
N enlaces
223.1.1.4
223.1.1.4
1
2
2
223.1.1.1
223.1.1.2
223.1.1.4
223.1.1.3
223.1.3.1
223.1.2.1
223.1.2.9
223.1.3.27
223.1.2.2
E
223.1.3.2
64
Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian
32
UNESP - IBILCE - SJRP - Curso de Redes de Computadores
Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
Enviando um datagrama da origem ao destino (3)
campos
misc 223.1.1.1 223.1.2.2 dados
rede dest. próx. rot.
223.1.1
223.1.2
223.1.3
Seja origem A, destino E:
  Procura endereço de rede de E.
  E está numa rede diferente
 
A e E não diretamente conectados.
A
  Tabela de rotas: próximo roteador na
rota para E é 223.1.1.4 .
  Camada de enlace envia datagrama
ao roteador 223.1.1.4 num frame da
camada de enlace.
  Datagrama chega a 223.1.1.4
  e então segue…
1
2
2
223.1.1.4
223.1.1.4
223.1.1.1
223.1.1.2
223.1.1.4
B
N enlaces
223.1.1.3
223.1.2.1
223.1.2.9
223.1.3.27
223.1.2.2
E
223.1.3.2
223.1.3.1
65
unesp - IBILCE - SJRP
Enviando um datagrama da origem ao destino (4)
Campos
misc 223.1.1.1 223.1.2.2 dados
rede
dest.
Chegando a 223.1.1.4, destinado a 223.1.1
223.1.2
223.1.2.2
  Procura endereço de rede de E.
  E fica na mesma rede que a interface
223.1.2.9 do roteador.
  Roteador e E estão diretamente
conectados.
  Camada de enlace envia datagrama
para 223.1.2.2 dentro de frame de
camada de enlace via interface
223.1.2.9
  Datagrama chega a 223.1.2.2
223.1.3
A
B
próx.
rot. N enl. interface
-
1
1
1
223.1.1.4
223.1.2.9
223.1.3.27
223.1.1.1
223.1.1.2
223.1.1.4
223.1.1.3
223.1.3.1
223.1.2.1
223.1.2.9
223.1.3.27
223.1.2.2
E
223.1.3.2
66
Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian
33
UNESP - IBILCE - SJRP - Curso de Redes de Computadores
Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
Datagrama IP
Especificações do Protocolo
67
unesp - IBILCE - SJRP
Formato do datagrama IP (1)
32 Bits
Version
IHL
Type of service
Identification
Time to live
Total length
D M
F F
Protocol
Fragment offset
Header checksum
Source address
Destination address
Options (0 or more words)
68
Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian
34
UNESP - IBILCE - SJRP - Curso de Redes de Computadores
Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
Formato do datagrama IP (2)
32 bits
número da versão
do protocolo IP
comprimento do
cabeçalho em
palavras de 32 bits
ver comp. tipo de
cab serviço comprimento
início do
ident. 16-bits
bits
fragmento
sobre- camada
checksum
superior
vida
Internet
“tipo” dos dados (TOS)
comprimento total
do datagrama
(em bytes)
para
fragmentação e
remontagem
endereço IP de origem 32 bits
endereço IP de destino 32 bits
TTL - Time to Live.
número máximo
de enlaces
restantes
(decrementado a
cada roteador)
p.ex. temporizador,
registrar rota
seguida, especificar
lista de roteadores
a visitar.
Opções (se houver)
dados
(comprimento variável,
tipicamente um segmento
TCP ou UDP)
protocolo da camada
superior ao qual
entregar os dados
69
unesp - IBILCE - SJRP
Adaptação a redes diferentes
Ethernet : 1500
SLIP : 256
Internet
ADSL: 512
PPP : 1500
70
Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian
35
UNESP - IBILCE - SJRP - Curso de Redes de Computadores
Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
MTU e Fragmentação
Host A
Rede 1
MTU = 1.500
? ?
? ?
Rede 2
MTU=620
Router 1
Rede 3
MTU=1.500
Router 2
Host B
Um datagrama pode trafegar em muitos tipos de redes físicas
à medida que se move dentro da interligação das redes até
alcançar seu destino final
 Como escolher um tamanho de datagrama que se encaixe
no frame ?
71
unesp - IBILCE - SJRP
Formato do datagrama IP (1)
32 Bits
Version
IHL
Type of service
Identification
Time to live
Total length
D M
F F
Protocol
Fragment offset
Header checksum
Source address
Destination address
Options (0 or more words)
72
Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian
36
UNESP - IBILCE - SJRP - Curso de Redes de Computadores
Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
IP: Fragmentação & Remontagem (1)
  Cada enlace de rede tem uma
MTU (Maximum Transmission
Unit) - maior tamanho possível de
quadro neste enlace.
  Tipos diferentes de enlace têm
MTUs diferentes.
  Datagrama IP muito grande é
dividido (“fragmentado”) dentro da
rede.
  Um datagrama se transforma
em vários datagramas.
  São “remontados” apenas no
destino final.
  Bits do cabeçalho IP são
usados para identificar,
ordenar fragmentos
relacionados.
Fragmentação:
entrada: um datagrama
grande
saída: 3 datagramas
menores
remontagem
73
unesp - IBILCE - SJRP
IP: Fragmentação & Remontagem (2)
  O IP representa o deslocamento de dados em
múltiplo de 8 bytes
 
Portanto, o tamanho do fragmento
precisa
ser um maior múltiplo de 8 possível
para aquela rede.
•  Roteadores precisam aceitar datagramas até o
máximo de MTUs das redes às quais se
conectam.
• 
Hosts e roteadores devem aceitar e remontar, se
necessário, datagramas de no mínimo 576 octetos.
74
Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian
37
UNESP - IBILCE - SJRP - Curso de Redes de Computadores
Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
IP: Fragmentação & Remontagem (3)
Cabeçalho do datagrama
Dados 1
600 octetos
Dados 2
600 octetos
Dados 3
200 octetos
(a)
Cabeçalho do fragemento 1
Dados 1
Cabeçalho do fragmento 2
Dados 2
Cabeçalho do fragmento 3
Fragmento 1 (offset 0)
Fragmento 2 (offset 600)
Fragmento 3 (offset 1.200)
Dados 3
(b)
Fragmentos e offset : (a) Um datagrama original, levando 1.400 octetos de dados. (b) Os três
fragmentos para a MTU de rede 620. Os cabeçalhos 1 e 2 possuem o conjunto de bits de “mais
fragmentos” ajustados para um. Os deslocamentos (offset) mostrados são octetos decimais; devem
ser divididos por 8 para atingir o valor armazenado nos cabeçalhos do fragmento
75
unesp - IBILCE - SJRP
IP: Fragmentação & Remontagem (4)
compr ID bit_frag início
=4000 =x
=0
=0
um datagrama grande vira
vários datagramas menores
compr ID bit_frag início
=1500 =x
=1
=0
compr ID bit_frag início
=1500 =x
=1
=1480
compr ID bit_frag início
=1040 =x
=0
=2960
76
Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian
38
UNESP - IBILCE - SJRP - Curso de Redes de Computadores
Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
Controle IP – Fragmentação
Identifica o
datagramaIndicando que existe
mais fragmentos
Indica a posição do
fragmento em relação
ao datagrama
77
unesp - IBILCE - SJRP
Controle IP – Fragmentação
Indicando que não há
mais fragmentos,
deste datagrama e a
sua posição no
datagrama final
78
Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian
39
UNESP - IBILCE - SJRP - Curso de Redes de Computadores
Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
Controle IP – Fragmentação
Indica
Identificação
se existe
do mais
datagrama
fragmentos
0x749b indica
para
o mesmo
o
Indica
a
posição
datagrama
datagrama
0x749bdo
fragmento no
datagrama 0x749b
79
unesp - IBILCE - SJRP
NAT: Network Address Translation (1)
restante da
Internet
rede local
(ex.: rede doméstica)
10.0.0/24
10.0.0.4
10.0.0.1
10.0.0.2
138.76.29.7
NAT
todos os datagramas que saem da rede
local possuem o mesmo e único
endereço IP do NAT de origem:
138.76.29.7,
números diferentes de portas de
origem.
Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian
10.0.0.3
datagramas com origem ou destino
nesta rede possuem endereço
10.0.0/24 para origem, destino
(usualmente)
40
UNESP - IBILCE - SJRP - Curso de Redes de Computadores
Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
NAT: Network Address Translation (2)
  Motivação: redes locais podem utilizar apenas
um endereço IP:
  Não é preciso alocar uma gama de endereços do
ISP: apenas um endereço IP é usado para todos
os dispositivo
•  Podem-se alterar os endereços dos dispositivos na rede local
sem precisar notificar o mundo exterior.
•  Pode-se mudar de ISP sem alterar os endereços dos
dispositivos na rede local.
•  Dispositivos da rede local não são explicitamente
endereçáveis ou visíveis pelo mundo exterior (um adicional
de segurança ?).
unesp - IBILCE - SJRP
NAT: Network Address Translation (3)
Implementação: o roteador NAT deve:
 Datagramas que saem:
  Substituir
(endereço IP de origem interno, porta #) para
(endereço IP válido do NAT, nova porta #).
 . . . Hosts remotos respondem usando (endereço IP
do NAT, nova porta #) como endereço de destino.
  Armazena na tabela de tradução do NAT: cada
(endereço IP de origem interno, porta #) com o par de
tradução (endereço IP do NAT, nova porta #).
  Datagramas que chegam:
substituir (endereço IP do NAT, nova porta #) nos campos de
destino de cada datagrama pelos correspondentes (endereço IP de
origem, porta #) armazenados da tabela NAT.
 
Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian
41
UNESP - IBILCE - SJRP - Curso de Redes de Computadores
Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
NAT: Network Address Translation (4)
2: roteador NAT
substitui end. origem
do datagram de
10.0.0.1, 3345 para
138.76.29.7, 5001,
atualiza a tabela
3: resposta chega
endereço de destino:
138.76.29.7, 5001
1: hospedeiro 10.0.0.1
envia datagrama
para 128.119.40, 80
4: roteador NAT
substitui o endereço de
destino do datagrama
de 138.76.29.7, 5001
para 10.0.0.1, 3345
unesp - IBILCE - SJRP
NAT: Network Address Translation
(5)
 • Campo número de porta com 16 bits:
  60.000 conexões simultâneas com um único
endereço de LAN.
 • NAT é controverso:
 
 
 
 
 
Roteador: deveria processar só até a layer 3.
Violação do argumento fim-a-fim (P2P).
A escassez de endereços deveria ser para IPv6.
Violação do esquema cálculo do checksum do IP.
Algumas aplicações não funcionam com NAT
Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian
42
UNESP - IBILCE - SJRP - Curso de Redes de Computadores
Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
ICMP – Internet Control Message
Protocol
  Parte da camada IP.
  Mecanismo de “baixo nível” para influenciar o
comportamento do TCP e do UDP.
 
Diversas mensagens de controle, tais como:
• 
• 
• 
• 
• 
Informar hosts sobre melhor rota ao destino;
Informar problemas com uma rota;
Finalizar uma sessão devido a problemas na rede;
Relatar erros: estação, rede, porta, protocolo inatingíveis;
Pedido e resposta de eco e testes.
  Usado em ferramentas vitais de administração e
monitoramento  ping e traceroute.
unesp - IBILCE - SJRP
ICMP
IP header (20 byte)
ICMP message
IP datagram
8-bit type
8-bit code
16-bit checksum
Carga /conteúdo: depende do tipo e código
Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian
43
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Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
Formato da Mensagem ICMP
0
7 8
tipo
15 16
31
código
checksum
parâmetros
...................
informação
87
unesp - IBILCE - SJRP
ICMP Message Types
type
Description
0
Echo Reply Echo
Query
3
Destination Unreachable
Error
4
Source Quench
Error
5
Redirect
Error
8
Echo Request Echo
Query
9
Router Advertisement
Query
10
Router Solicitation
Query
11
Time Exceeded
Error
12
Parameter Problem
Query
13
Timestamp Request
Query
14
Timestamp Reply
Query
17
Address Mask Request
Query
18
Address Mask Reply
Reply
code
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian
Description
Network Unreachable
Host Unreachable
Protocol Unreachable
Port Unreachable
Fragmentation Needed and DF set
Source Route Failed
Destination Network Unknown
Destination Host Unknown
Source Host Isolated
Network Administratively Prohibited
Destination Host Administratively
Prohibited
Network Unreachable For TOS
Host Unreachable For TOS
Communication Administratively
Prohibited
Host Precedence Violation
Precedence Cutoff in Effect
44
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Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
Exemplo: ICMP Echo Request and Reply
  ICMP echo mensagem para enviar e receber
pacotes específicos de “echo” entre 2 hosts
Type(0 or 8) Code(0)
identifier
checksum
sequence number
Echo data (variable length)
unesp - IBILCE - SJRP
Traceroute e ICMP
  O transmissor envia uma série de segmentos UDP para o destino.
• 
O 1o possui TTL = 1
 
O 2o possui TTL = 2
 
etc...
 
Usa No de porta de destino improvável (exemplo 30000)
Quando o datagrama n chega ao roteador n:
• O roteador descarta o datagrama.
• E envia à origem uma mensagem ICMP (type 11, code 0)
• A mensagem inclui o nome do roteador e o endereço IP
• Quando a mensagem ICMP volta, a origem calcula o RTT.
• O traceroute faz isso três vezes.
  Critério de interrupção:
• O segmento UDP finalmente chega ao hospedeiro de destino
• 
O destino retorna o pacote ICMP “port unreachable”
•  (type 3, code 3)
• A origem interrompe quando recebe essa mensagem ICMP.
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45
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Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
Traceroute e ICMP
  O transmissor envia uma série de segmentos UDP para o destino.
• 
O 1o possui TTL = 1
 
O 2o possui TTL = 2
 
etc...
 
Usa No de porta de destino improvável (exemplo 30000)
Quando o datagrama n chega ao roteador n:
• O roteador descarta o datagrama.
• E envia à origem uma mensagem ICMP (type 11, code 0)
• A mensagem inclui o nome do roteador e o endereço IP
• Quando a mensagem ICMP volta, a origem calcula o RTT.
• O traceroute faz isso três vezes.
  Critério de interrupção:
• O segmento UDP finalmente chega ao hospedeiro de destino
• 
O destino retorna o pacote ICMP “port unreachable”
•  (type 3, code 3)
• A origem interrompe quando recebe essa mensagem ICMP.
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Interconexão de redes e
roteamento
92
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46
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Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
O problema de inter-redes (1)
 Internet = INTERNETworking
  Interconexão de redes.
 Comunicação fim-a-fim sobre redes:
 
Em escala arbitrariamente grande.
•  Deve ser possível escalar.
 
Heterogêneas.
•  Diversos protocolos de enlace.
 
Organizadas como federação domínios.
•  Cada instituição é “dona” de uma parte da rede.
93
unesp - IBILCE - SJRP
O problema de inter-redes (2)
  Serviços incompatíveis
 
Há muita variação entre os serviços de recuperação de erros,
relatórios de status, gerência de conexões, etc...
  Configurações incompatíveis
 
 
Exemplo: um domínio (A) limite pacotes a 1KB, enquanto (B)
permite 64 KB. Um pacote de (B) não consegue atravessar (A)
inteiro.
Temporização, fluxo de controle, roteamento, políticas,
segurança, etc...
  Arquiteturas incompatíveis
 
 
Exemplo: SNA e DNA, IP e X.25
Não sempre óbvio quais camadas devem ser interligadas e
como.
  Mudanças rápidas em custo e desempenho
 
 
Custo de interconexão > banda.
Custo de complexidade >> equipamentos > banda.
Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian
94
47
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Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
Elementos de Interconexão
em várias camadas:
  Repetidores na camada física (layer1).
  “Hubs” (*), pontes (bridges) e switches na
camada de acesso ao meio (layer2).
  Roteadores na camada de rede (layer3).
  Gateways de aplicação (“layer 7”).
(*) Atenção: “hub” é um termo muito genérico... atenção à
observação do professor...
95
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Roteamento
protocolo de roteamento
5
Meta: determinar melhor caminho
(seqüência de roteadores) pela
rede, desde a origem ao destino.
2
A
Abstração de grafo para
algoritmos de roteamento:
  Nós do grafo são roteadores.
  Arestas do grafo são os
enlaces físicos.
  Custos do enlace: retardo,
financeiro, risco, ou
congestionamento.
B
2
1
D
3
C
3
1
5
F
1
E
2
  Caminho “melhor”:
  Tipicamente significa
caminho de menor
custo.
  Outras definições são
possíveis.
96
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48
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Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
Abstração em grafo
Grafo: G = (N,E)
N = conjunto de roteadores = { u, v, w, x, y, z }
E = conjunto de links ={ (u,v), (u,x), (v,x), (v,w), (x,w), (x,y), (w,y), (w,z), (y,z), (u,w) }
•  A abstração de grafo é útil em outros contextos de rede.
•  Exemplo: P2P, em que N é o conjunto de peers e E é o conjunto de
conexões TCP
unesp - IBILCE - SJRP
Abstração do gráfico: custo
• c(x,x’) = custo do link (x,x’)
• Ex: c(w, z) = 5
•  Exemplo de custo: pode ser
sempre o mesmo, relativo à
distância, ou então inversamente
relacionado à largura de banda
ou ao congestionamento.
Custo do caminho (x1, x2, x3,…, xp) = c(x1,x2) + c(x2,x3) + … + c(xp-1,xp)
Questão: Qual é o caminho de menor custo entre u e z ?
Algoritmo de roteamento: é algoritmo que encontra o caminho de
menor custo, ou melhor caminho possível.
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49
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Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
Uma introdução aos algoritmos
de roteamento
99
unesp - IBILCE - SJRP
Tipos de algoritmos de roteamento
  Duas classificações principais.
Quanto ao tipo da informação.
  Quanto à mudança das rotas.
  Veremos em seguida...
 
100
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50
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Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
Classificação de Algoritmos de Roteamento (1)
Classificação 1:
Informação global ou descentralizada ?
Global:
  Todos roteadores têm informações completas de topologia,
distância e custos dos enlaces.
  Algoritmos de “estado de enlaces” (link state - LS).
Descentralizada:
  Roteador conhece vizinhos diretos, e custos até eles.
  Processo iterativo de cálculo, e troca de informações com
vizinhos.
  Algoritmos de “vetor de distâncias” (distance vector - DV).
101
unesp - IBILCE - SJRP
Classificação de Algoritmos de Roteamento (2)
Classificação 2: Estático ou dinâmico?
Estático:
  Usado quando as rotas mudam lentamente ou
raramente.
 
Tipicamente para sistemas de borda (edge routers) ou
que possuem um ou poucos links de entrada/saída.
Dinâmico:
  Usado quando as rotas mudam mais rapidamente.
 
 
Tipicamente para sistemas de núcleo (core routers),
com vários links e várias conexões.
Atualização periódica automática.
•  em resposta a mudanças nos custos, ou disponibilidade ou estado
(link down ou up) dos enlaces.
102
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51
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Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
Algoritmos de roteamento
Introdução aos algoritmos mais usados
103
unesp - IBILCE - SJRP
Algoritmos de roteamento
  Veremos dois algoritmos principais:
  Link State e Distance Vector.
  Link state:
  Informação Global.
  Algoritmo de Dijskstra
  Distance vector:
  Informação Descentralizada
  Equação de Bellman-Ford.
104
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52
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Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
Roteamento Link-state
Usa o Algoritmo de Dijkstra para calcular melhor caminho.
  Premissa: Topologia da rede e custo de todos os enlaces
são conhecidos por todos os nós.
  Implementado via “link state broadcast”.
  Todos os nós têm a mesma informação.
  Todos os nós têm uma visão igual e completa
da rede.
  Calcula caminhos de menor custo de uma origem para
todos os outros nós destinos.
 
Fornece uma tabela de roteamento para aquele nó (origem).
  Convergência: após k iterações, conhece o caminho de
menor custo para todos os k nós de destino.
105
unesp - IBILCE - SJRP
Notação do algoritmo de Dijkstra
  C(i,j): custo do enlace do nó i até o nó j.
 
Custo é infinito se não houver ligação entre i e j.
  D(v): menor custo atual entre a origem e o destino V,
até a presente iteração do algoritmo.
  p(v): Predecessor de v  nó anterior (vizinho) a v ao
longo do caminho de menor custo atual da origem até o
destno v.
 
Exemplo: p(A) Lê-se: “predecessor de A” ou “passando por”.
  N’: subconjunto de nós  vai formando o conj. de menor custo.
 
v pertence a N’ se o caminho de menor custo entre a fonte e v for
inequivocamente conhecido.
106
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53
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Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
Algoritmo de Dijsktra em palavras:
  Para um determinado nó:
  Iniciar só com o custo dos valores dos vizinhos diretos.
  Ir anexando, um a um, cada nó do conjunto.
  Cada vez que anexar um novo nó ao conjunto, calcular
os menores caminhos conhecidos para o nó sob
análise, até cada destino.
 
 
Ou seja, cada vez que eu adiciono um nó w ao conjunto,
devo obter D(v) para cada v vizinho de w, desta forma:
D(v) = min{ D(v), D(w) + c(w,v) }
•  novo custo para v  é ou o velho custo para v, ou o menor
custo de caminho conhecido para w (antecessor de v) mais o
custo de w a v.
107
unesp - IBILCE - SJRP
Algoritmo de Dijsktra s
1 Inicialização:
2 N’ = {u}
3 para todos os nós v
4
se v for um vizinho de u
5
então D(v) = c(u,v)
6
senão D(v) = infinito
7
8 Loop para cada nó
9
Ache w não pertencente a N’, tal que D(w) é um mínimo.
10 Adicione w a N’.
11 Atualize D(v) para cada v vizinho de w, e ainda não pertencente a N’:
12 
D(v) = min{ D(v), D(w) + c(w,v) }
13 
13 /* novo custo para v é: ou o velho custo para v, ou o menor
14 custo de caminho conhecido para w, mais o custo de w a v */
15 até que todos os nós estejam em N.
108
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54
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Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
Exemplo: Rodando o Algoritmo de Dijkstra’s para o nó A:
Passo
0
1
2
3
4
5
início N’
A
AD
ADE
ADEB
ADEBC
ADEBCF
D(B),p(B) D(C),p(C) D(D),p(D) D(E),p(E) D(F),p(F)
2,A
1,A
5,A
infinito
infinito
2,A
4,D
2,D
infinito
2,A
3,E
4,E
3,E
4,E
4,E
•  Calculando os caminhos de menor
custo de A até todos os destinos
possíveis.
5
•  Lembrando: p(x)  predecessor de x ao
longo do caminho de menor custo atual.
A
2
1
• Cada linha da tabela fornece os
valores das variáveis do algoritmo ao
final da iteração.
3
B
2
D
C
F
1
3
1
5
E
2
109
unesp - IBILCE - SJRP
Exemplo: Algoritmo de Dijkstra’s
Passo
0
1
2
3
4
5
início N
A
AD
ADE
ADEB
ADEBC
ADEBCF
D(B),p(B) D(C),p(C) D(D),p(D) D(E),p(E) D(F),p(F)
2,A
1,A
5,A
infinito
infinito
2,A
4,D
2,D
infinito
2,A
3,E
4,E
3,E
4,E
4,E
5
2
A
B
2
1
D
E isso continua…
3
C
3
1
5
F
1
E
(aqui está apenas para
o menor custo de “A”
até cada destino)
2
110
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55
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Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
Exemplo: Algoritmo de Dijkstra’s
Passo
0
1
2
3
4
5
início N
A
AD
ADE
ADEB
ADEBC
ADEBCF
D(B),p(B) D(C),p(C) D(D),p(D) D(E),p(E) D(F),p(F)
2,A
1,A
5,A
infinito
infinito
2,A
4,D
2,D
infinito
2,A
3,E
4,E
3,E
4,E
4,E
5
3
B
2
A
2
1
C
3
D
1
5
Depois sabe-se qual
F o menor custo de A
1
E
Menor custo de A
até C é 3 e passa
por E.
2
até E e por onde ele
passa... etc...
111
unesp - IBILCE - SJRP
Resultado da tabela de repasse em A:
2
B
Destino:
C
A
F
1
1
D
1
E
2
Link:
B
(A,B)
C
(A,D)
D
(A,D)
E
(A,D)
F
(A,D)
Caminhos de menor custo resultantes, e a
tabela de repasse para o nó A.
Exercício: obter as tabelas para todos os nós
112
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56
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Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
Discussão do Algoritmo de Dijkstra
Complexidade do Algoritmo: N nós
  Cada iteração: precisa verificar todos os nós w, que
não estão em N.
  N*(N+1)/2 comparações  Ordem de (N**2):
Oscilações possíveis:
  Total de tráfego transportado in/out (diferentes).
 
Para este curso vamos assumir que os custos são os mesmos em ambos os
sentidos (são simétricos).
2+e
A
0
D 1+e 1 B
e
0
C
Custos assimétricos tornam o problema bem mais
complicado  não serão considerados aqui.
113
unesp - IBILCE - SJRP
Roteamento Distance Vector (1)
  Enquanto o LS usa informação global, o DV é
iterativo, assíncrono e distribuído.
Iterativo:
  Continua até que os nós não troquem mais informações.
  Self-terminating  não há sinal de parada.
Assíncrono:
  Os nós não precisam trocar informações
simultaneamente!
Distribuído:
  Cada nó se comunica apenas com os seus vizinhos,
diretamente conectados.
114
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57
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Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
Roteamento Distance Vector (2)
  Equação de Bellman-Ford (B-F) define:
dx(y)  menor custo do caminho de x até y
Então:
dx(y) = minv {c(x,v) + dv(y) }
Onde min é calculado sobre todos os vizinhos v de x.
unesp - IBILCE - SJRP
Roteamento Distance Vector (3)
Vemos que:
dv(z) = 5
dx(z) = 3
dw(z) = 3
Calculando o menor
caminho de u até z com a
equação B-F diz que:
du(z) = min { c(u,v) + dv(z),
c(u,x) + dx(z),
c(u,w) + dw(z) }
= min { 2 + 5,
1 + 3,
5+3} =4
O nó que atinge o mínimo é o próximo salto no caminho mais curto
da origem até o destino até ➜ resulta na tabela de roteamento.
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58
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Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
O que é o Vetor de Distâncias
  Dx = [ Dx(y): y em N ]
  Vetor de distâncias do nó x é um conjunto.
  É um conjunto contendo todas as
estimativas de custos de x até todos os
outros nós y em N.
117
unesp - IBILCE - SJRP
O que cada nó mantém:
  Cada nó x mantém os seguintes dados de
roteamento:
1.  O custo c(x,v) até cada vizinho v, diretamente
conectado.
2.  O vetor de distâncias dele (nó x), contendo a
estimativa dos custos de x até todos os destinos
y em N.
3.  Os vetores de distâncias de seus vizinhos para
cada vizinho v de x: Dv = [ Dv(y): y em N ].
118
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59
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Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
Algoritmo Distance Vector
Ideia básica:
  Cada nó envia periodicamente o seu de vetor de
distância aos seus vizinhos.
 
Ou seja, quais os custos ele tem até os destinos
para os quais ele conhece.
  Quando o nó x recebe nova estimativa do vizinho,
ele atualiza sua tabela usando a equação B-F:
Dx(y) = minv{c(x,v) + Dv(y)}
N.
para cada nó y ∊
• Em condições normais, a estimativa Dx(y) converge
para o menor custo atua.
unesp - IBILCE - SJRP
Roteamento Vetor-Distância: Resumo
Iterativo, assíncrono: cada
iteração local é causada por:
  Mudança de custo dos
enlaces locais.
Cada nó:
espera por mudança no
  Mensagem do vizinho: seu
custo dos enlaces locais, ou
mensagem do vizinho.
Distribuído:
  Cada nó notifica seus
vizinhos apenas quando seu
recalcula tabela de
caminho de menor custo
para o destino mudou.
menor custo para
algum destino mudar:
 
Vizinhos notificam seus
vizinhos, e assim por
diante…
distâncias.
se o caminho de menor
custo para algum destino
mudou, notifica vizinhos.
120
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60
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Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
121
unesp - IBILCE - SJRP
Exemplo: algoritmo vetor-distância (1/3)
X
2
Y
7
fórmula
1
Z
DA(B,C)=C(A,C) + minw{DC(B,w)}
DX(Z,Y)=C(X,Y) + minw{DY(Z,w)}
= 2 + min {DY(Z,X)} = 2 + inf
{DY(Z,Y)} = 2 + loop
{DY(Z,Z)} = 2 + 1
= 2 + min {inf, loop,1} = 3
Atualizando custo de X até Z passando por Y
122
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61
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Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
Exemplo: algoritmo vetor-distância (2/3)
X
2
Y
1
Z
7
Z
X
D (Y,Z) = c(X,Z) + minw{D (Y,w)}
= 7+1 = 8
Atualizando custo de X até Y passando por Z
123
unesp - IBILCE - SJRP
Exemplo: algoritmo vetor-distância(3/3)
X
2
Y
7
1
Z
Custo para Y
não mudou.
Custo para Z
Mudou. Avisa !
124
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62
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Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
Exemplo de Tabela de Distância
7
A
B
1
DX(Y,Z) = c(X,Z) + minw{ DZ (Y,w) }
C
8
1
E
Custo de E até A dado que
o primeiro passo ao longo
do caminho é D: é o custo
de ir de E até D, mais
qualquer que seja o custo
mínimo de ir de D até A.
2
D
2
E
D
D (C,D) = c(E,D) + minw {D (C,w)}
= 2+2 = 4
E
D
D (A,D) = c(E,D) + minw {D (A,w)}
Note que o caminho
menor de D até A é 3 e
esta rota passa
novamente por E !
= 2+3 = 5
E
B
D (A,B) = c(E,B) + minw {D (A,w)}
= 8+6 = 14
Por que não é 15 ??
125
unesp - IBILCE - SJRP
Exemplo de Tabela de Distância
1
C
E
2
D
D (C,D) = c(E,D) + minw {D (C,w)}
= 2+2 = 4
D
A
1
14
5
B
7
8
5
C
6
9
4
D
4
11
2
D
D (A,D) = c(E,D) + minw {D (A,w)}
E
B
D
E
E
A
2
8
1
custo via nó vizinho
E
D ()
destino
7
A
B
= 2+3 = 5
B
D (A,B) = c(E,B) + minw{D (A,w)}
= 8+6 = 14
126
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63
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Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
A tabela de distâncias gera a tabela de roteamento
custo através de
E
A
B
D
A
1
14
5
A
A,1
B
7
8
5
B
D,5
C
6
9
4
C
D,4
D
4
11
2
D
D,2
Tabela de distância
Enlace de saída, custo
destino
destino
D ()
Tabela de Roteamento
127
unesp - IBILCE - SJRP
A tabela de distâncias gera a tabela de roteamento
Tabela de roteamento de E
destino
Enlace de saída,custo
A
A,1
Melhor rota de E para A é através de A, com custo 1
B
D,5
Melhor rota de E para B é através de D, com custo 5
C
D,4
Melhor rota de E para C é através de D, com custo 4
D
D,2
Melhor rota de E para D é através de D, com custo 4
Tabela de distância
Tabela de Roteamento
128
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64
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Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
Boas notícias viajam depressa:
mudança nos custos do enlace.
  Mudanças no custo do enlace:
  c(x,y) muda de 4 para 1.
  Nó y detecta mudança no custo do enlace local.
  Atualiza informações de roteamento, e recalcula o
vetor de distância.
  Menor custo mudou  avisa vizinhos.
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Boas notícias viajam depressa
  No tempo t0  y detecta a mudança no custo do
enlace, atualiza seu DV e informa seus vizinhos.
  No tempo t1  z recebe a atualização de y e
atualiza sua tabela.
 
 
Custo c(z,x) mudou de 5 para 2.
Avisa seu novo vetor aos vizinhos, com seu menor custo.
  No tempo t2  y recebe a atualização de z e
atualiza sua tabela de distância.
 
 
O menor custo de y não muda.
Então y não envia nenhuma mensagem para z.
  Só 2 iterações necessárias para o DV alcançar o
estado de inatividade  boas notícias viajam depressa.
130
Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian
65
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Capítulo 4
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Más notícias viajam devagar: mudança nos custos do enlace.
  Mudanças no custo do enlace:
  c(x,y) muda de 4 para 60.
  Nó y detecta mudança no custo do enlace local.
  Atualiza informações de roteamento, e recalcula o
vetor de distância.
  Dy(x) = min { c(y,x) + Dx(x) , c(y,z) + Dz(x) }
  = min { 60 + 0 , 1 + 5} = 6
Custo até z até x em y ainda está errado!
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Porque o erro:
  Únicas informações que y possui:
  Que seu custo direto até x agora é 60.
  E z disse a y que pode chegar a x com custo 5.
  Em seguida no instante t1 temos um looping de
roteamento.
132
Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian
66
UNESP - IBILCE - SJRP - Curso de Redes de Computadores
Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
Más notícias viajam devagar
  Assim que y tenha calculado um novo custo
mínimo até x:
 
y informa z este novo vetor de distâncias.
  Algum tempo depois de t1 ocorre que z recebe o
novo vetor de y.
 
Indica que o custo mínimo de y até x é 6.
  z sabe que pode chegar até y com custo 1.
  Dz(x) = min { c(z,x) + Dx(x) , c(z,y) + Dy(x) }
  = min { 50 + 0 , 1 + 6} = 7
  Este processo continua... Até estabilizar.
133
unesp - IBILCE - SJRP
Problema de Contagem ao Infinito
Mudanças no custo do enlace:
  Neste exemplo: 44 iterações antes de o
algoritmo estabilizar.
  O que aconteceria se c(y,x) tivesse mudado
para 10.000 e o custo c(z,x) fosse 9.999 ?
 
Más notícias viajam devagar: problema da
“contagem ao infinito”.
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67
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Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
Poisoned reverse
  Solução para o problema de contagem ao
infinito: reverso envenenado.
  Se a rota de Z a X passa por Y  Z anuncia a Y
que seu custo de rota para X é infinito.
 
No exemplo: Z anuncia para Y que Dz(X) = ∞, mesmo
que Z saiba que, no momento, Dz(x)=5.
  Z “mente” para Y enquanto sua rota para X
estiver passando por Y.
 
Enquanto Y acreditar que Z não tem rota até X, o nó Y
nunca vai tentar usar uma rota para X através de Z.
  Pergunta: isso resolve todos os problemas de contagem ao infinito ?
135
unesp - IBILCE - SJRP
Roteamento hierárquico
Autonomous Systems
136
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68
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Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
Roteamento Hierárquico
Problemas do mundo real:
  Roteadores não são todos idênticos.
  Na prática redes não são “planas”.
Escala: 50 milhões de
destinos.
  Não é possível armazenar
Autonomia Administrativa
  Internet = rede de redes.
  Cada administração de rede
todos os destinos numa
única tabela de rotas.
  As mudanças na tabela de
rotas poderiam congestionar
os enlaces.
pode querer controlar o
roteamento na sua própria
rede.
137
unesp - IBILCE - SJRP
Roteamento Hierárquico
  Agrega roteadores em
regiões:
 
“Sistemas autônomos” ou
“Autonomous System” (AS).
  Roteadores dentro do
mesmo AS rodam o
mesmo protocolo de
roteamento:
 
 
Protocolo de roteamento
Intra-AS.
Roteadores em diferentes
AS podem rodar protocolos
de roteamento diferentes.
Roteadores de borda
  Fronteira de um AS.
  Rodam protocolos de
roteamento Intra-AS
com os outros roteadores
do AS.
  Também responsáveis por
enviar mensagens para
fora do AS .
  Rodam protocolo de
roteamento inter-AS
com outros
roteadores.
138
Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian
69
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Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
Roteamento Intra-AS e Inter-AS
Organização C
a
C
b
a
a
d
A
b
c
B
b
Organização B
c
Organização A
139
unesp - IBILCE - SJRP
Roteamento Intra-AS e Inter-AS
C.b
a
AS C
C
B.a
A.a
b
A.c
d
A
AS A
a
b
c
a
c
B
b
AS B
Roteadores de Borda:
• Realizam roteamento inter-AS
entre instituições diferentes.
• Realizam roteamento intra-AS
com outros roteadores dentro
do mesmo AS.
140
Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian
70
UNESP - IBILCE - SJRP - Curso de Redes de Computadores
Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
Roteamento Intra-AS e Inter-AS
C.b
a
C
B.a
A.a
b
A.c
a
a
d
A
c
B
b
c
b
Camada de rede
Roteamento inter-AS e
intra-AS no roteador A.c
Camada de enlace
Camada fisica
141
unesp - IBILCE - SJRP
Roteamento Intra-AS e Inter-AS
Roteamento Inter-AS entre os
AS s A e B  (exterior gateways)
C.b
a
C
B.a
A.a
b
Host
h1
A.c
d
A
a
b
c
a
c
B
Host
h2
b
Roteamento Intra-AS, dentro
do AS B
Roteamento Intra-AS:
dentro do AS A  (interior gateways)
Nós voltaremos a discutir protocolos de
roteamento Inter-AS e Intra-AS mais
adiante…
142
Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian
71
UNESP - IBILCE - SJRP - Curso de Redes de Computadores
Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
Roteamento Intra-AS
Interior Gateway Protocols (IGP)
143
unesp - IBILCE - SJRP
Roteamento Intra-AS
  Também conhecido como:
 
 
Interior Gateway Protocols (IGP).
ou protocolos de roteamento interno.
  Os IGPs mais comuns são:
 
RIP: Routing Information Protocol
 
OSPF: Open Shortest Path First
 
IGRP: Interior Gateway Routing Protocol
(proprietário da Cisco)
144
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72
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Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
RIP (Routing Information Protocol) (1)
  Algoritmo vetor de distâncias (distance vector).
  Incluído na distribuição de BSD-UNIX desde1982.
  Métrica de distância: número de enlaces
  Máximo = 15 enlaces.
  Vetores de distâncias: mensagem a cada 30 segundos.
  Também chamada de anúncio.
  Cada anúncio: pode definir rotas para até 25 redes
destino.
145
unesp - IBILCE - SJRP
RIP (Routing Information Protocol) (2)
  Periodicamente  cada roteador envia uma
cópia de sua tabela de roteamento para
qualquer outro roteador que ele consiga
acessar diretamente (outro roteador que está no
extremo de alguma interface sua).
Anúncio
Roteador
Roteador J
Roteador K
Roteador
146
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73
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Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
RIP (Routing Information Protocol) (3)
  Quando um anúncio chega ao roteador K vindo do
roteador J, então K examina os destinos conhecidos, e
a distância até cada um destes destinos. Algumas
situações podem ocorrer:
• 
• 
• 
Se J souber de um caminho mais curto para chegar ao
destino, ou
Se J listar um destino que não conste da tabela de K, ou
Se K estiver no momento roteando para um destino através de
J e a distância de J até aquele destino mudar,
  ..então K substitui a sua entrada na tabela.
Anúncio
Roteador
Roteador J
Roteador K
Roteador
147
unesp - IBILCE - SJRP
RIP (Routing Information Protocol) (4)
Destino
Rede 1
Rede 2
Rede 4
Rede 17
Rede 24
Rede 30
Rede 42
Tabela de K
Distância Rota
0
Direta
0
Direta
8
Roteador L
5
Roteador M
6
Roteador J
2
Roteador Q
2
Roteador J
Atualização de J
Destino Distância
Rede 1
2
! Rede 4
3
Rede 17 6
! Rede 21 4
Rede 24 5
Rede 30 10
! Rede 42 3
À esquerda: uma tabela de roteamento existente num roteador K.
À direita: uma mensagem de atualização recebida de J.
As entradas marcadas com “” serão usadas para atualizar as
entradas existentes, ou acrescentar novas entradas, na tabela de K.
Note que se J informar uma distância N, então uma entrada atualizada em K
terá uma distância N+1  a distância para acessar o destino a partir de J, mais
a distância para acessar J.
148
Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian
74
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Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
RIP: Recuperação de falhas
  Se não for recebido anúncio novo durante 180 seg →
vizinho/enlace são declarados mortos.
  Rotas via vizinho são invalidadas.
  Novos anúncios são enviados aos vizinhos.
  Na sua vez, os vizinhos publicam novos anúncios, se
foram alteradas as suas tabelas.
  Informação sobre falha do enlace rapidamente
propaga para a rede inteira.
149
unesp - IBILCE - SJRP
RIP: Recuperação de falhas - Exercício
  Exercício: já vimos uma técnica para evitar rotas
cíclicas (looping) e contagem ao infinito com
algoritmos Distance Vector, chamada de
poisoned reverse. Pesquise e estude as seguintes
técnicas de recuperação ou mitigação de rotas
cíclicas:
 
 
 
 
Envenenamento de rotas (Route Poisoning).
Estreitamento de horizontes (Split Horizon).
Tempo de Espera (Holddown Timers).
Atualizações Imediatas (Triggered Updates).
150
Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian
75
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Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
OSPF (Open Shortest Path First)
  “Open” (aberto)  publicamente disponível
  Usa algoritmo do Estado de Enlaces - EE (Link State)
Disseminação de pacotes de EE.
  Mapa da topologia presente em cada nó.
  Cálculo de rotas usando o algoritmo de Dijkstra.
  Anúncio de OSPF inclui uma entrada por roteador
vizinho.
  Anúncios disseminados para AS inteiro
  Via inundação – flooding.
 
151
unesp - IBILCE - SJRP
OSPF: características “avançadas”
(não presentes em RIP)
  Segurança: todas mensagens OSPF são autenticadas para
(tentar) impedir intrusão maliciosa.
  Usa conexões TCP.
  Caminhos Múltiplos com custos iguais permitidos.
 
(o RIP permite e aceita apenas uma rota quando custos iguais).
  Para cada enlace, múltiplas métricas de custo para TOS
diferentes
 
Exemplo: custo de enlace de satélite definido como “baixo” para
melhor esforço, e “alto” para aplicação de tempo real.
  OSPF pode ser hierárquico em domínios grandes.
152
Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian
76
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Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
OSPF Hierárquico
153
unesp - IBILCE - SJRP
IGRP (Interior Gateway Routing Protocol)
  Proprietário da CISCO.
  Sucessor do RIP (final dos anos 80).
  Usa Vetor de Distâncias  assim como RIP.
  Diversas métricas de custo:
  Atraso, largura de banda, confiabilidade, carga, etc...
  Usa TCP para trocar mudanças de rotas.
  Roteamento via Distributed Updating Algorithm
(DUAL) baseado em computação difusa.
154
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77
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Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
Roteamento Inter-AS
Exterior Gateway Protocols (EGP)
155
unesp - IBILCE - SJRP
Roteamento Inter-AS
156
Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian
78
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Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
Roteamento inter-SA na Internet: BGP
  BGP (Border Gateway Protocol)  o padrão de fato
  Protocolo Vetor de Caminhos:
 
 
 
Semelhante ao protocolo de Vetor de Distâncias (DV).
Cada Border Gateway (roteador de fronteira) difunde
aos vizinhos (pares) o caminho inteiro (isto é,
seqüência de ASs) ao destino.
Por exemplo: roteador de fronteira X pode enviar seu
caminho ao destino Z:
Path (X,Z) = X,Y1,Y2,Y3,…,Z
157
unesp - IBILCE - SJRP
Roteamento inter-SA na Internet: BGP
  Suposição:
  roteador X envia seu caminho para roteador para W.
  W pode ou não selecionar o caminho oferecido por X
razões de custo, políticas (não rotear via o AS de um
concorrente), evitar looping, dentre ouros motivos.
  Se W seleciona caminho até Z anunciado por X, então:
Caminho (W,Z) = W, Caminho (X,Z)
  Note que X pode controlar o tráfego de chegada através
do controle dos seus anúncios de rotas aos seus pares.
  Por exemplo: se não quero receber tráfego para Z:
 
•  Não anuncia rotas para Z.
158
Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian
79
UNESP - IBILCE - SJRP - Curso de Redes de Computadores
Capítulo 4
unesp - IBILCE - SJRP
Por que há diferenças entre roteamento Intra e Inter-AS?
Políticas:
  Inter-AS  administração quer controle sobre como tráfego roteado,
quem transita através da sua rede.
  Intra-AS  administração é única, portanto são desnecessárias
decisões políticas.
Escalabilidade:
  Roteamento hierárquico economiza tamanho de tabela de rotas, reduz
tráfego de atualização
Desempenho:
  Intra-AS: pode focar em desempenho.
  Inter-AS: políticas podem ser mais importantes do que desempenho.
159
unesp - IBILCE - SJRP
Final da Camada de Rede
Vimos neste capítulo:
  Serviços da camada de
rede.
  Roteamento e Roteador.
  Endereços IP.
  Fragmentação e MTU.
  Sub-redes e máscaras.
  Princípio de roteamento:
seleção de caminhos.
  Algoritmos de
roteamento.
 
Link state e distance
vector.
  Roteamento hierárquico.
  Sistemas Autônomos.
  Protocolos de
roteamento da Internet.
160
Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian
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