Protocolos de Enlace

Protocolos de Interligação de
Redes Locais e a Distância
Protocolos de Enlace
Thiago Leite
[email protected]
Protocolos de Enlace
• Canal de comunicação
• o meio de transmissão é compartilhado
• o meio precisa ser livre de erros
Compartilhamento do Canal
Compartilhamento do Canal
Compartilhamento do Canal
Compartilhamento do Canal
Colisão de Pacotes
Protocolos de Enlace
• Algoritmos de acesso ao meio
• Todos querem transmitir, e as vezes ao
mesmo tempo
• Ethernet utiliza o CSMA/CD (Carrier
Sense Multiple Access with Collision
Detection)
CSMA/CD
Protocolos de Enlace
• CSMA/CD
• existe um intervalo entre cada transmissão
• Inter Frame Gap
• realiza no máximo 15 tentativas de envio
• entre cada tentativa espera por um tempo
aleatório
• excessos de colisões inviabiliza a transmissão
Protocolos de Enlace
• Inter Frame Gap
• Permitir que o sinal se propague antes de
enviar mais
• Pode variar de acordo com o meio e o
número de repetidores
Segmentação da Rede
Ethernet Comutada
Unidade de transmissão
(quadro)
Protocolos de Enlace
• Protocolo MAC (Media Access Control)
• Ethernet LAN
• Adiciona 14 bytes no cabeçalho
• Adiciona 4 bytes no “rodapé”
• Precedido de um preâmbulo de 8 bytes
Protocolos de Enlace
• Preâmbulo
• Tempo de inatividade antes da
transmissão
• Envio de 8 bytes (62 bits aleatórios e 2
últimos com a seqüência 11)
• Sincronizar início do quadro
Protocolos de Enlace
• Cabeçalho MAC
• Consiste de três partes
• Endereço de 6 bytes do destino (unicast, multicast e
broadcast)
• Endereço de 6 bytes da origem (endereço único)
• Campo de 2 bytes que identifica o tipo de protocolo
que o payload carrega • Exemplo: valor 0x0800 identifica o protocolo IP ou
o uso de tags em redes com VLAN tagging - IEEE
802.1Q
1
16 17
32
Endereço de Destino
Endereço de Destino (continuação)
Endereço de Origem
Endereço de Origem (continuação)
Tipo
Cabeçalho do Protocolo MAC
Protocolos de Enlace
• Endereço MAC
• Endereço de Hardware
• 48 bits
• 2 = 281.474.976.710.656 possibilidades
• O espaço de endereçamento poderá
48
acabar em 2100
Protocolos de Enlace
• Endereço MAC
• Composição do endereço
• 3 bytes para OUI (Organizationally
Unique Identifier)
• 3 bytes para NIC (Network Interface
Controller)
Lista de OUIs
Protocolos de Enlace
• Endereço MAC podem ser de dois tipos
• UAA (Universally Administered Address)
• LAA (Locally Administered Address)
Protocolos de Enlace
• Endereço MAC pode endereçado
• unicast
• destino será uma placa de rede
específica
• multicast
• as placas possuem definidos os
endereços que receberão
Organização do Endereço MAC
Analisando Tráfego MAC
Protocolos de Enlace
• Exemplo de Endereço MAC (48 bits)
• Hexadecimal
00:23:6c:92:d6:2d
Protocolos de Enlace
• Exemplo de Endereço MAC (48 bits)
• Hexadecimal
00:23:6c:92:d6:2d
• Binário do primeiro byte
0000 0000 Protocolos de Enlace
• Exemplo de Endereço MAC (48 bits)
• Hexadecimal
00:23:6c:92:d6:2d
• Binário do primeiro byte
0000 0000 Protocolos de Enlace
• Exemplo de Endereço MAC (48 bits)
• Hexadecimal
00:23:6c:92:d6:2d
• Binário do primeiro byte
0000 0000 unicast
Protocolos de Enlace
• Exemplo de Endereço MAC (48 bits)
• Hexadecimal
00:23:6c:92:d6:2d
• Binário do primeiro byte
0000 0000 unicast
endereço global (UAA)
Protocolos de Enlace
• O último campo do quadro MAC
• CRC (Cyclic Redundancy Check)
• Detecção de erros
• Não avisa em caso de descarte de
quadros
• Refeito a cada nova transmissão
Chegada de um Quadro
Protocolos de Enlace
• Problemas detectados na recepção dos quadros
• Runt - Quadro menor que 64 bytes
• Gigante - Quadros maiores que o máximo
permitido
• Jumbo - algumas placas suportam quadros
maiores que o padrão, mas ambas as pontas
precisam ser compatíveis
• Malformação - pacotes malformados durante a
transmissão
Repetidores, hubs, bridges, switches,
roteadores e gateways
Repetidores, hubs, bridges, switches,
roteadores e gateways
Revisão
• Compartilhamento do canal
•
Encapsulamen-to
dos dados
• Endereço MAC
do
• Composição
endereço MAC
• OUI
• NIC
• Endereços
globais (UAA)
locais
• Endereços
(LAA)
• Endereços
unicast e
broadcast
do
• Cabeçalho
protocolo MAC
• CRC
de
• Detecção
colisão
de
• Algoritmo
recebimento de
quadro
da
• Funções
subcamada LLC
de
• Algoritmo
janela de
transmissão
• LANs sem fio
• CSMA/CD
• CSMA/CA
CEB
(Funiversa) A transmissão de sinais está condicionada à qualidade do
meio de comunicação, que pode variar de acordo com as condições
físicas a que esteja sujeito. Parâmetros como velocidade de transmissão,
atraso e variação no atraso de pacotes, taxa de erro são afetados quando
há perda na qualidade do meio físico. Assinale a alternativa que apresenta
o meio físico que sofre maiores interferências das variações climáticas,
como acúmulo de nuvens e precipitações.
a) Fibra óptica
b) Cabo de par trançado
c) Enlace de rádio
d) Cabo coaxial
e) Rede elétrica
CEB
(Funiversa) A transmissão de sinais está condicionada à qualidade do
meio de comunicação, que pode variar de acordo com as condições
físicas a que esteja sujeito. Parâmetros como velocidade de transmissão,
atraso e variação no atraso de pacotes, taxa de erro são afetados quando
há perda na qualidade do meio físico. Assinale a alternativa que apresenta
o meio físico que sofre maiores interferências das variações climáticas,
como acúmulo de nuvens e precipitações.
a) Fibra óptica
b) Cabo de par trançado
c) Enlace de rádio
d) Cabo coaxial
e) Rede elétrica
TRE-RS
(FCC) Um método de acesso cujo objetivo é tentar
evitar colisões causadas pela transmissão simultânea de
várias estações, por meio da espera de um intervalo de
tempo aleatório após a desocupação do canal, é
a) Gopher.
b) UDP.
c) CSMA/CD.
d) Pooling.
e) Ack.
TRE-RS
(FCC) Um método de acesso cujo objetivo é tentar
evitar colisões causadas pela transmissão simultânea de
várias estações, por meio da espera de um intervalo de
tempo aleatório após a desocupação do canal, é
a) Gopher.
b) UDP.
c) CSMA/CD.
d) Pooling.
e) Ack.
MPE-RN
(FCC) Um equipamento de conexão de redes que
atua em todas as camadas do modelo OSI é
normalmente denominado
a) Repeater.
b) Router.
c) Bridge.
d) Gateway.
e) Switch.
MPE-RN
(FCC) Um equipamento de conexão de redes que
atua em todas as camadas do modelo OSI é
normalmente denominado
a) Repeater.
b) Router.
c) Bridge.
d) Gateway.
e) Switch.
TCE-SP
(FCC) Dentro do comitê de padrões LAN IEEE 802, o grupo
802.3 emitiu um conjunto de padrões com uma técnica
comum de controle de acesso ao meio. Tal conjunto cresceu a
partir do produto comercial Ethernet, sendo que a referida
técnica comum é a
a) CSMA/CD.
b) TDMA.
c) CDMA.
d) HUB.
e) SWITCH.
TCE-SP
(FCC) Dentro do comitê de padrões LAN IEEE 802, o grupo
802.3 emitiu um conjunto de padrões com uma técnica
comum de controle de acesso ao meio. Tal conjunto cresceu a
partir do produto comercial Ethernet, sendo que a referida
técnica comum é a
a) CSMA/CD.
b) TDMA.
c) CDMA.
d) HUB.
e) SWITCH.
ENADE
Ethernet e suas evoluções de 100 Mbps e 1 Gbps são tecnologias padronizadas para
comunicações em redes locais com infra-estrutura de transmissão compartilhada. Acerca das
transmissões que usam essas tecnologias, assinale a opção incorreta.
a) Embora diversos segmentos de uma rede possam ser definidos com o uso de equipamentos de
comutação (switches), transmissões de pacotes com endereço de broadcast (difusão) atingem
todos os computadores na mesma rede.
b) O mecanismo de controle de acesso ao meio utilizado é distribuído e, nas redes com
concentradores (hubs), cada interface de rede deve determinar quando é possível realizar uma
transmissão.
c) A escuta do meio durante as transmissões permite detectar colisões em segmentos
compartilhados e a necessidade de retransmissões, mas não há envio de quadros (frames) de
confirmação de recebimento.
d) Comutadores (switches) realizam o encaminhamento seletivo de quadros com base nos
endereços IP de cada estação.
e) Um mecanismo de controle de consistência é usado para verificar a integridade de cada quadro
(frame) transmitido.
ENADE
Ethernet e suas evoluções de 100 Mbps e 1 Gbps são tecnologias padronizadas para
comunicações em redes locais com infra-estrutura de transmissão compartilhada. Acerca das
transmissões que usam essas tecnologias, assinale a opção incorreta.
a) Embora diversos segmentos de uma rede possam ser definidos com o uso de equipamentos de
comutação (switches), transmissões de pacotes com endereço de broadcast (difusão) atingem
todos os computadores na mesma rede.
b) O mecanismo de controle de acesso ao meio utilizado é distribuído e, nas redes com
concentradores (hubs), cada interface de rede deve determinar quando é possível realizar uma
transmissão.
c) A escuta do meio durante as transmissões permite detectar colisões em segmentos
compartilhados e a necessidade de retransmissões, mas não há envio de quadros (frames) de
confirmação de recebimento.
d) Comutadores (switches) realizam o encaminhamento seletivo de quadros com base nos
endereços IP de cada estação.
e) Um mecanismo de controle de consistência é usado para verificar a integridade de cada quadro
(frame) transmitido.
Laboratório TcpDump
• TcpDump
# tcpdump [opções] [expressão]
Laboratório TcpDump
• Opções para TcpDump
• -i any - especifica a interface a capturar ou qualquer uma
• -n - não resolve nomes dos hosts
• -nn - não resolve nomes dos hosts ou portas
• -X - apresenta o conteúdo do pacote em hexadecimal
• -XX - em hexadecimal e apresenta o cabeçalho MAC
• -v, -vv, -vvv - aumenta o nível de informações
• -c - especifica o número de pacotes a capturar
• -e - apresenta informações do cabeçalho MAC
Laboratório TcpDump
• Expressões do TcpDump
• Tipo - host, net, port...
• Protocolo - ether, ip, tcp, udp, arp, rarp...
• Direção - src, dst, src and dst, src or dst
• Operadores lógicos - and, or, not
Laboratório TcpDump
• Exemplos de uso do TcpDump
# tcpdump -­‐i eth0 host 8.8.8.8 # tcpdump -­‐i eth0 src 8.8.8.8 # tcpdump -­‐n net 8.8.8.0/24 # tcpdump icmp # tcpdump port 80 # tcpdump udp and dst port 53
Laboratório TcpDump
• Considerando o cenário do laboratório,
capture pela interface padrão todo o
tráfego de rede e grave em um arquivo
# tcpdump -­‐n -­‐i eth0 -­‐w output.dump
Laboratório TcpDump
• Ler um arquivo de dump do TcpDump e
exibi-lo em formato hexadecimal
# tcpdump -­‐r output.dump -­‐XX -­‐n
Laboratório TcpDump
• Capture todo o tráfego de rede com
destino ao roteador padrão da rede com IP
179.10.255.254
# route -­‐n # tcpdump -­‐n -­‐i eth0 dst host 179.10.255.254
Laboratório TcpDump
• Capturar todo o tráfego de rede Web se
fizer uso de um proxy com IP
179.10.255.254
# tcpdump -­‐i eth0 dst host 179.10.255.254 and tcp port 8080