A camada de rede. A camada de rede. A camada de rede. 4.1 Introdução. 4.2 O que há dentro de um roteador

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1 Redes de computadores e a Internet Capitulo Capítulo A camada de rede.1 Introdução.2 O que há dentro de um roteador.3 IP: Protocolo da Internet Endereçamento IPv. Roteamento.5 Roteamento na Internet (Algoritmos e protocolos de Roteamento) 2005 by Pearson Education - 2 Adaptado por Társio Ribeiro Cavalcante Transporta segmentos do hospedeiro transmissor para o receptor No lado transmissor, encapsula os segmentos em datagramas No lado receptor, entrega os segmentos à camada de transporte Protocolos da camada de rede em cada hospedeiro, roteador Roteador examina campos de cabeçalho em todos os datagramas IP que passam por ele 2005 by Pearson Education - 3 Adaptado por Társio Ribeiro Cavalcante 1

2 Funções-chave da camada de rede Roteamento:determinar a rota a ser seguida pelos pacotes desde a origem até o destino. Algoritmos de roteamento Comutação:mover pacotes da entrada do roteador para a saída apropriada do roteador 2005 by Pearson Education - Adaptado por Társio Ribeiro Cavalcante.1 Introdução.2 O que há dentro de um roteador.3 IP: Protocolo da Internet Endereçamento IPv. Roteamento.5 Roteamento na Internet (Algoritmos e protocolos de Roteamento) 2005 by Pearson Education - 5 Adaptado por Társio Ribeiro Cavalcante Visão geral da arquitetura do roteador Duas funções-chave do roteador: Executar algoritmos/protocolos de roteamento(rip, OSPF, BGP) Comutar os datagramas do link de entrada para o link de saída 2005 by Pearson Education - 6 Adaptado por Társio Ribeiro Cavalcante 2

3 Visão geral da arquitetura do roteador Visão interna de um roteador by Pearson Education - 7 Adaptado por Társio Ribeiro Cavalcante.1 Introdução.2 O que há dentro de um roteador.3 IP: Protocolo da Internet Endereçamento IPv. Roteamento.5 Roteamento na Internet (Algoritmos e protocolos de Roteamento) 2005 by Pearson Education - 8 Adaptado por Társio Ribeiro Cavalcante Entidade de rede em roteadores ou hospedeiros: Camada de Transporte: TCP, UDP Camada de rede Prot. de roteamento Escolha de caminhos, OSPF, BGP Tabela de rotas Protocolo IP Endereçamento Formato dos datagramas Tratamento de pacotes Protocolo ICMP Aviso de erros Sinalização de rotas Camada de enlace Camada física 2005 by Pearson Education - 9 Adaptado por Társio Ribeiro Cavalcante 3

4 .1 Introdução.2 O que há dentro de um roteador.3 IP: Protocolo da Internet Endereçamento IPv. Roteamento.5 Roteamento na Internet (Algoritmos e protocolos de Roteamento) 2005 by Pearson Education - 10 Adaptado por Társio Ribeiro Cavalcante Endereçamento IP: Introdução Endereço IP: identificador de 32 bits para interfacesde roteadores e hospedeiros Interface:conexão entre roteador ou hospedeiro e enlace físico Roteador tem tipicamente múltiplas interfaces Hospedeiros podem ter múltiplas interfaces Endereços IP são associados com interfaces, não com o hospedeiro ou com o roteador = by Pearson Education - 11 Adaptado por Társio Ribeiro Cavalcante Endereçamento IP: Introdução Endereço de rede: Número de 32 bits, normalmente escrito em formato decimal, que identifica uma rede. Não pode ser atribuído a uma interface de um host Ex: /2 Endereço de broadcast:número de 32 bits que identifica todos os hosts de uma rede Ex.: /2 Endereço de Subrede: número de 32 bits que identifica uma subrede: Ex.: /28 (Permite 16 subredes com 1 hosts) 2005 by Pearson Education - 12 Adaptado por Társio Ribeiro Cavalcante

5 Endereçamento IP: Introdução Subrede: Resultado da subdivisão das redes em redes menores; Máscara: Número de 32 bits, usada para calcular o número de rede num determinado endereço IP: /2 => Ex.: / by Pearson Education - 13 Adaptado por Társio Ribeiro Cavalcante Endereçamento IP Formato do endereço: A.B.C.D/x, em que x é o número de bits na parte de rede do endereço parte de rede parte de hospedeiro / by Pearson Education - 1 Adaptado por Társio Ribeiro Cavalcante Endereçamento IP Endereçamento Classes de redes: A RFC 790 define o protocolo IP, incluindo três tamanhos distintos de redes: 2005 by Pearson Education - 15 Adaptado por Társio Ribeiro Cavalcante 5

6 Endereçamento IP Endereçamento Classes de redes: Exemplos de representações decimais e binárias: 2005 by Pearson Education - 16 Adaptado por Társio Ribeiro Cavalcante Endereçamento IP Endereçamento Classes de redes: Lista com todos os números de redes válidos possíveis: 2005 by Pearson Education - 17 Adaptado por Társio Ribeiro Cavalcante Endereçamento IP Endereçamento Classes de redes: Exemplos de calculadoras de subredes: 2005 by Pearson Education - 18 Adaptado por Társio Ribeiro Cavalcante 6

7 Endereçamento IP Endereçamento Classes de redes: Endereçamento IP Privado: Qualquer empresa pode utilizar estes endereços, porém não possuem permissão para anunciar essas redes usando um protocolo de Roteamento na Internet (Algoritmos e protocolos de Roteamento). Assim sendo, qual a solução para empresas que utilizam estes endereçamentos se comunicarem através da internet??? 2005 by Pearson Education - 19 Adaptado por Társio Ribeiro Cavalcante Sub-redes Quantas sub-redes assumindo a máscara /2? by Pearson Education - 20 Adaptado por Társio Ribeiro Cavalcante Como obter um endereço IP P.: Como um hospedeiro obtém endereço IP? Definido pelo administrador do sistema ou DHCP: dynamic host configurationprotocol: obtém dinamicamente endereços IP de um servidor 2005 by Pearson Education - 21 Adaptado por Társio Ribeiro Cavalcante 7

8 NAT: Network Address Translation restante da Internet rede local (ex.: rede doméstica) / todos os datagramas que saem da rede local possuem o mesmo e único endereço IP do NAT de origem: datagramas com origem ou destino nesta rede possuem endereço / by Pearson Education - 22 Adaptado por Társio Ribeiro Cavalcante NAT: Network Address Translation 2: roteador NAT substitui end. origem do datagram de , 335 para , 5001, atualiza a tabela 1:hospedeiro envia datagrama para , 80 3: resposta chega endereço de destino: , 5001 : roteador NAT substitui o endereço de destino do datagrama de , 5001 para , by Pearson Education - 23 Adaptado por Társio Ribeiro Cavalcante.1 Introdução.2 O que há dentro de um roteador.3 IP: Protocolo da Internet Endereçamento IPv. Roteamento.5 Roteamento na Internet (Algoritmos e protocolos de Roteamento) 2005 by Pearson Education - 2 Adaptado por Társio Ribeiro Cavalcante 8

9 Cabeçalho IPv6 Motivação inicial: o espaço de endereços de 32 bits está próximo de ser completamente alocado 2005 by Pearson Education - 25 Adaptado por Társio Ribeiro Cavalcante Transição do IPv para IPv6 Nem todos os roteadores poderão ser atualizados simultaneamente Não haverá um dia D Como a rede irá operar com roteadores mistos de IPV e IPV6? Tunelamento:IPv6 transportado dentro de pacotes IPv entre roteadores IPv 2005 by Pearson Education - 26 Adaptado por Társio Ribeiro Cavalcante.1 Introdução.2 O que há dentro de um roteador.3 IP: Protocolo da Internet Endereçamento IPv. Roteamento.5 Roteamento na Internet (Algoritmos e protocolos de Roteamento) 2005 by Pearson Education - 27 Adaptado por Társio Ribeiro Cavalcante 9

10 Roteamento Pode ser encarado como um processo em três etapas: Enviar os dados de origem para o roteador mais próximo à origem; Passar os dados do roteador mais próximo à origem, para o(s) próximo(s) roteador(es); Encaminhar os dados para o destino final by Pearson Education - 28 Adaptado por Társio Ribeiro Cavalcante.1 Introdução.2 O que há dentro de um roteador.3 IP: Protocolo da Internet Endereçamento IPv. Roteamento.5 Roteamento na Internet (Algoritmos e protocolos de Roteamento) 2005 by Pearson Education - 29 Adaptado por Társio Ribeiro Cavalcante Definição: É a parte do programa de nível de rede responsável por decidir para qual caminho um pacote deve ser enviado a fim de chegar ao seu destino. Características desejadas Correção; Simplicidade; Robustez; Estabilidade; O algoritmo deve checar a rotas corretas (evidentemente). Não pode indicar uma rota inexistente e deve derivar a melhor rota para um determinado destino. O algoritmo tem de ser eficiente sem sobrecarregar a máquina. O algoritmo tem de convergir rapidamente by Pearson Education - 30 Adaptado por Társio Ribeiro Cavalcante 10

11 Tipos: Estáticos ou Dinâmicos. Estáticos Não baseia as suas decisões de roteamento em medidas ou estimativas do tráfego e topologia correntes. As rotas são definidas anteriormente e carregadas no roteador na inicialização da rede. Dinâmicos Tenta mudar as suas decisões de roteamento de acordo com as mudanças de tráfego e topologia. A tabela de roteamento modifica-se com o passar do tempo. Subdividem-se em: Vetor de distância Estado de enlace Híbrido/Balanceado 2005 by Pearson Education - 31 Adaptado por Társio Ribeiro Cavalcante Distance Vector (Vetor de distância) Cada roteador mantém uma tabela com a distância para cada destino. As rotas são atualizadas através da troca de toda a tabela, apenas com os vizinhos. Após seguidas trocas, os roteadores convergem para um estado adequado. Exige menos recursos de processamento e de memória by Pearson Education - 32 Adaptado por Társio Ribeiro Cavalcante Link State (Estado do Enlace) Descobre quem são os vizinhos e o estado dos enlaces. Mede os custos associados aos enlaces. Transmite a informação sobre os enlaces para todos os roteadores. Cada roteador constrói um mapa completo da rede (todos têm o mesmo mapa). Vantagens do Algoritmo Link State (Estado do Enlace) Convergência mais rápida Suporta métricas mais precisas e múltiplas Suporta caminhos múltiplos 2005 by Pearson Education - 33 Adaptado por Társio Ribeiro Cavalcante 11

12 Métrica É o padrão de medida usado pelos algoritmos de roteamento para determinar o melhor caminho para um destino Distância Administrativa Nível de confiabilidade entre as rotas aprendidas por um roteador, ou manualmente configuradas no mesmo. Em outras palavras, um determinado roteador poderá possuir mais de um protocolo de roteamento configurado e, consequentemente, aprender uma mesma rede através destes protocolos de roteamento by Pearson Education - 3 Adaptado por Társio Ribeiro Cavalcante Distância Administrativa Considere, por exemplo, um roteador com OSPF e RIP configurados, e que este roteador "aprendeu" a rede /2 através do OSPF e do RIP. Qual destas duas opções, mesmo tratando-se da mesma rede, o roteador instalará em sua tabela de roteamento? 2005 by Pearson Education - 35 Adaptado por Társio Ribeiro Cavalcante Distância Administrativa Connected: 0 Static: 1 EIGRP Summary Route: 5 ebgp: 20 EIGRP (internal): 90 IGRP: 100 OSPF: 110 IS-IS: 115 : 120 EGP: 10 ODR: 160 EIGRP (external): 170 IBGP: by Pearson Education - 36 Adaptado por Társio Ribeiro Cavalcante 12

13 Distância Administrativa x Métrica 2005 by Pearson Education - 37 Adaptado por Társio Ribeiro Cavalcante Protocolos de Roteamento Protocolos de roteamento x Protocolos roteados Protocolos de roteamento preenchem de maneira dinâmica a tabela de rotas com informações sobre os caminhos possíveis a um destino; Ex.: RIP, OSPF, BGP, IGRP, EIGRP; Protocolos roteados são protocolos de camada 3 que definem endereçamento e permitem ser roteados. Ex.: IP, IPX, APPleTalk; 2005 by Pearson Education - 38 Adaptado por Társio Ribeiro Cavalcante.1 Introdução.2 O que há dentro de um roteador.3 IP: Protocolo da Internet Endereçamento IPv. Roteamento.5 Roteamento na Internet (Algoritmos e protocolos de Roteamento) 2005 by Pearson Education - 39 Adaptado por Társio Ribeiro Cavalcante 13

14 Protocolos de Roteamento (Routing Information Protocol) Características básicas Algoritmo do tipo distance vector Métrica igual à distância (número de links) Não permite o balanceamento do tráfego Infinito corresponde a 16 Atualizações a cada 30 segundos 2005 by Pearson Education - 0 Adaptado por Társio Ribeiro Cavalcante Protocolos de Roteamento Configurações gerais no Cisco: Rotas estáticas ip route network [mask] {address interface} [distance] Exemplos ip route Serial ip route Rota default ip default-network network-number 2005 by Pearson Education - 1 Adaptado por Társio Ribeiro Cavalcante Protocolos de Roteamento Configurações gerais no Cisco: Roteamento RIP Habilitação do processo de roteamento RIP Comando: router rip Associação de uma rede com o processo de roteamento Comando: network número-do-processo-de-roteamento 2005 by Pearson Education - 2 Adaptado por Társio Ribeiro Cavalcante 1

15 Protocolos de Roteamento Verificação das rotas: 2005 by Pearson Education - 3 Adaptado por Társio Ribeiro Cavalcante 15