Redes de Computadores. Protocolo TCP/IP Profa. Priscila Solís Barreto

Transcrição

1 Redes de Computadores Protocolo TCP/IP Profa. Priscila Solís Barreto

2 Internet G G G

3 Introdução Protocolo: Conjunto de regras que determinam como o hardware e o software de uma rede devem interagir para transmitir e receber informacões. Utilização de um conjunto de protocolos cooperantes

4 Introdução Porque uma família de protocolos? Falha de hardware Congestionamento de rede Atraso e/ou perda de pacotes Erros de transmissão Duplicacão de dados e/ou erros de sequenciamento

5 Introdução TCP-IP Padrão de facto Início do desenvolvimento pelo DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) Protocolo da INTERNET (milhares de computadores conectados) Protocolos abertos (RFCs)

6 Organização em camadas ISO/OSI Internet S/A/Aplic. Aplicações Transporte TCP Rede IP Enlace Físico Interface de rede Intra rede

7 Família de protocolos TCP/IP arp rlogin,ftp,... NFS,DNS,.. TCP UD P ICMP IP ARP, Device drivers rede tracert

8 Família TCP/IP Device drivers: Acesso ao hardware de rede ARP: Address Resolution Protocol IP: Internet Protocol ICMP: Internet Control Message Protocol TCP: Transmission Control Protocol UDP: User Datagram Protocol

9 Especificação do Protocolo

10 Encapsulamento de dados Quebra em pacotes Tráfego de sequência de bits H4 Dados H3 Dados H1 Dados H4 Dados H2 Dados Dados Dados Dados Hx - Cabeçalho (Header) - Controle Dados - Não tratado pelo nível x H3 H2 H1

11 Exemplo: TCP-IP sobre ethernet Preâmbulo dstadr srcadr tipo dados (ex. tcp/ip) crc Tipo: Serve para identificar qual o protocolo que esta dentro do pacote

12 Pacotes auto identificados Telnet ICMP FTP SMTP (mail) TCP UDP IP ARP Demultiplexa (tipo) Pacote chega Outro Protocolo

13 Protocolo IP - Internet Protocol Se encarrega da entrega das mensagens na rede Serviço não orientado a conexão (não estabelece circuito virtual) Não oferece garantia que o datagrama chega ao destino Entrega as mensagens baseado em um endereço único para cada máquina = endereço IP

14 Endereçamento IP O nível IP gerencia os pacotes de bits de acordo com o endereço IP do destinatário Pacotes trafegam dentro de uma mesma rede trafegam de uma rede local à outra (routing)

15 Protocolo IP Distribuição de pacotes para outros protocolos Serviço não orientado a conexão (pacotes independentes) best-effort responsabilidade do contúdo é garantido pelos protocolos de alto nível

16 Protocolo IP - Parâmetros MTU - Maximum Transfer Unit Segmentação em subredes com MTUs diferentes Otimizção: depende da rede TTL - Time to Live Tempo que o datagrama pode ficar na rede TTL=0 discarta o datagrama

17 Datagrama IP Ver IHL Serviço Identificação TTL Proto 24 Tamanho total Flags Offset frag. Header Checksum IP Origem IP Destino Opções Padding Dados 31

18 Datagrama IP Tipo de Serviço Precedência D T R Delay Reliability Throughput Flags DF MF More Fragments Don t Fragment

19 Fragmentação

20 Fragmentação e MTU

21 Protocolo IP - Multiplexação Convenção para auto identificação dos datagramas

22 ARP (Address Resolution Protocol) Descobrir o endereço físico de uma máquina na rede local, conheendo apenas o endereço IP. Usa broadcast para perguntar o endereço físico do destinatário das mensagens Encapsulado no frame do nível físico Utiliza uma cache para reduzir o número de consultas

23 RARP (Reverse Address Resolution Protocol) Descobrir o próprio endereço IP no boot da máquina Também usa broadcast do nível físico Resposta de aceite do endereço no caso de multiplos servidores

24 Formato ARP /RARP e utilitário arp Tipo Hardware HLEN PLEN 24 Tipo de protocolo Operação Sender HA(octetos 0 à 3) Sender HA(4-5) Sender IP(2-3) SENDER IP (0-1) Target HA(0-1) Target HA(2-5) Target IP(0-3) 31

25 ICMP - Internet Control Message Protocol Usado para detectar erros e testar a conectividade Encapsulado em um datagrama IP PING usa ICMP echo request e echo replay utilitário ping ping -t -i 5 rubi.inf

26 Encapsulamento ICMP

27 Roteamento e Gateways Gateway - Conhece as redes ligadas ã sua rede local Cada host pode manter tabelas para destinatários específicos Gateway mantém tabelas de roteamento Default Gateway

28 Default gateway Se IP não pertence a rede local: Tabela local Default gateway Utilitário route Em caso de falha, apenas tráfego local

29 Roteamento distribuido

30 Tabela de roteamento

31 Algoritmos de Roteamento (princípios) A rede é vista como um grafo O problema é achar o menor caminho!

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33 Gateway - Protocolos GGP - Gateway-to-Gateway protocol EGP - External Gateway protocol (sistemas Utilitário autônomos) s IGP - Internal Gateway Protocol (gateways do mesmo sistema) RIP - Routing Information Protocol! Laços no processo de roteamento

34 UDP - User Datagram Protocol Serviço de datagrama sem conexão (como IP) Usado para troca de dados em redes confiáveis Checagem dos dados no protocolo de aplicação Usa ports para identificar o destinatário

35 Ports Usado para identidicar a aplicação Macanismo para tornar-se independente da numeração local dos processos O remetente deve conhecer o número de porta do destinatário Existem ports pré-determinadas para os serviços destinatários mais comuns Portas do remetente determinada pelo SisOp

36 TCP - Transmission Control Protocol Serviço orientado a conexão (préestabelecimento da comunicação) Garante a entrega de pacotes (Acknolegements - ACKs) Comunicação confiável Assegura o sequenciamento Usa checksums Protocolo de comunicação porta-a-porta

37 Usado para aplicações cliente-servidor, serviços críticos,... Faz a multiplexação de mensagens para as aplicações Conexão (IP,port) <--> (IP,port) Permite multiplas sessões do mesmo serviço

38 TCP - Exemplo FTP - port 21 Castor... castor 1456 castor 1684 rubi Rubi 1684 TCP Caracol caracol 21 castor 1456 caracol 21 castor 1684 caracol 21 rubi 1684

39 TCP - Visão de comunicação

40 TCP - Confiabilidade

41 TCP - timeout adaptativo Verifica o tempo de resposta e ajusta o timeout

42 TCP - Janela deslizante

43 TCP - Estabelecimento de conexão

44 TCP - Parâmetros MSS - Maximum segment Size Padronização de ports Controle de Congestionamento

45 TCP - Pacote Porta Origem 24 Porta Destino Número de Sequência Número de Acknowledge HLEN Cód Checksum Janela Urgente Dados 31

46 Cliente/Servidor Modelo usado para construir aplicações Servidor em número de porta conhecido Aceita requisições e executa serviços Cliente tem número de porta variável Envia requisições e espera resposta

47 Aplicações FTP - File transfer protocol Telnet Mail SMTP - Simple mail transfer protocol POP - Post Office Protocol NFS - Network File System

48 Interface Aplic.-Transporte API Socket Provê as funções de inicialização do nível de transporte, gerência de portas e primitivas de transmissão/recepção de dados. A associação protocolo/porta é chamada de socket (encaixe, toamda, ponto de conexão)

49 Orientado a conexão (TCP/streams) socket() Cria um socket bind() Atribui nome listen() Aguarda conexões socket() Espera pelos Clientes Cria um socket accept() connect() Ao aceitar a conexão um novo socket deve ser criado e o original aguarda novas conexões Conecta ao servidor send()/recv() send()/recv() close() close() Encerra a conexão Encerra a conexão

50 Sem conexão (datagrama/udp) socket() Cria um socket bind() Atribui nome Espera pelos Clientes socket() Cria um socket sendto()/recvfrom() close() Encerra a conexão sendto()/recvfrom() close() Encerra a conexão

51 Administração Obter endereços IP Registrar domínio Criar subredes Manter tabelas de configuração Diagnosticar e resolver problemas

52 Diagnóstico - utilitários ping arp ifconfig netstat traceroute tcpdump wireshark