Protocolo TCP/IP. Protocolo TCP/IP. Protocolo TCP/IP. Origem:

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1 Protocolo TCP/IP Origem: Surgiu na década de 60 através da DARPA (para fins militares) - ARPANET. Em Unix é projetado para ser o protocolo de comunicação da ARPANET. Em 1980 a ARPANET foi dividida em ARPANET e MILINET. Em 1986 a NFS começa a operar o backbone. Interligação de institutos acadêmicos e de pesquisa. Protocolo TCP/IP Em 1993 foi criado HTTP e o Mosaic. Em 1995 foi permitido tráfego de informações comercias na Internet. No Brasil, a Internet começou em 1989 com instituições acadêmicas. Protocolo TCP/IP Padrões e RFC s IAB (Internet Activities Board) - formado em 1983, coordena as pesquisas e desenvolvimentos dos protocolos TCP/IP. Decide quais protocolos fazem parte da suite TCP/IP. Encorajar a troca entre os principais envolvidos nas pesquisas do TCP/IP e Internet. 1

2 Protocolo TCP/IP Padrões e RFCs RFCs (Request for Comments) - propostas de protocolos novos e revisados. longos ou curtos; conceitos ou detalhes; padrões ou propostas de protocolos. numerados seqüencialmente, em ordem cronológica. Conexão de Redes Arquitetura Internet FTP, TELNET, SMTP, DNS, SNMP, TCP, UDP IP, ICMP, ARP, RARP Sub-rede de acesso Protocolo TCP/IP Alguns serviços: mail transferência de arquivos login remoto www 2

3 Protocolo TCP/IP Características: Serviço de entrega de pacote não orientado a conexão; Serviço de transporte seguro; Independência de tecnologia de rede; Interconexão universal; Reconhecimento fim-a-fim; Padrões para protocolos de aplicação. Internet Protocol (IP) Sistema de entrega não orientado à conexão (serviço não confiável). Define a unidade básica de transferência de dados na Internet. Faz a função de roteamento. Formato dos datagramas VERS HLEN TIPO SERVIÇO COMPRIMENTO TOTAL IDENTIFICAÇÃO FLAGS OFFSET FRAGMENTO TEMPO VIDA TIPO CHECKSUM CABEÇALHO ENDEREÇO IP ORIGEM ENDEREÇO IP DESTINO OPÇÕES IP PADDING DADOS DADOS 3

4 Tipo de Serviço (8 bits) Precedência D T R Não usado Precedência: importância do datagrama D: baixo retardo T: alto throughput R: alta segurança Encapsulamento Comprimento máximo do datagrama: octetos. Datagrama viaja por qualquer tipo de rede física. cabeçalho IP DADOS cabeçalho DADOS Rede 1 Host A MTU = 1500 R1 Rede 2 MTU = 620 R2 Host B Rede 3 MTU = 1500 Datagrama de 1400 octetos: A -> B Ident. Flags Offsset Flags: More Fragments (MF) Frag1: xxxx Don t Fragment (DF) Frag2: xxxx Reserved Frag3: xxxx

5 Fragmentos - datagrama dividido em vários segmentos. cabeçalho DADOS 1 DADOS 2 DADOS 3 fragmento 1 DADOS 1 Fragmento 1 (ofsset 0) fragmento2 DADOS 2 fragmento3 DADOS 3 Fragmento 2 (ofsset 600) Fragmento 3 (ofsset 1200) Remontagem dos fragmentos Destino remonta os datagramas fragmentados. Desvantagens: A remontagem no destino pode ser ineficiente. Se fragmentos são perdidos, eles não podem ser remontados. Vantagens: Fragmentos são roteados independentemente. Gateways intermediários não armazenam nem remontam datagramas. Controle de Fragmentação Três campos: Identificação, Flags e Offset do Fragmento, controlam fragmentação e remontagerm. Identificação: é copiado quando o datagrama é framentado. Identifica o datagrama. Offset do Fragmento: offset em relação ao datagrama original. Medido em octetos. Inicia em 0. Flags: 2 bits mais baixos controlam fragmentação. 5

6 FLAGS Primeiro bit: indica se datagrama pode ser fragmentado. Dois bits mais baixos: controlam fragmentação. Tempo de Vida (Time to Live - TTL) Número de máquinas que o datagrama pode passar antes de ser descartado. É decrementado pelos roteadores. Outros campos: Tipo: especifica o protocolo superior. Checksum do cabeçalho: assegura integridade (apenas do cabeçalho). Reduz o tempo de processamento do checksum Protocolos superiores escolhem seus esquemas de checksum. Protocolos superiores precisam adicionar o checksum. Endereços origem e destino: possuem 32 bits e especificam os endereços de origem e de destino do datagrama. Não são alterados durante a transmissão. Padding: utilizado para que o cabeçalho do IP seja múltiplo de 32 bits. 6

7 Opções do IP: utilizadas para teste e debug. Possui um comprimento variável. São apresentadas continuamente, sem intervalo entre elas COPY OPTION CLASS OPTION NUMBER COPY: controla como gateways tratam este campo Option Class Significado Controle de datagrama ou rede Reservado para uso futuro Debbuging Reservado para uso futuro Option Class Option Number Comprim. variável variável variável Descrição Record route. Usado para traçar uma rota Strict source routing. usado para rotear por um caminho. Internet timestamp. Usado para gravar o timestamp. Processamento no Roteador Se roteador não tem memória suficiente, datagrama é descartado Verificação do Checksum, versão, tamanhos O Checksum é recalculado, se for diferente do datagrama, este é descartado Decremento do TTL Se zero, o datagrama é descartado 7

8 Pode-se considerar o campo Tipo de Serviço. Se for necessário e permitido, o datagrama pode ser fragmentado. Cria-se um cabeçalho para cada fragmento, copiando as opções, aplicando o novo TTL e o novo Checksum. Tratamento do campo opção. Repasse para a sub-rede destino. Processamento do Host Destino Verificação do Checksum, versão, tamanhos. O Checksum é recalculado, se for diferente do datagrama, este é descartado Se o datagrama é fragmentado, é disparado um temporizador que evitará a espera indefinida dos outros fragmentos do datagrama original. Entrega do campo de dados do datagrama para o processo indicado no campo Tipo. Recursos críticos para o desempenho IP: Largura de banda disponível Memória disponível para buffers Processamento da CPU 8

9 Endereçamento Endereços possuem 32 bits. Consiste de duas partes: o da esquerda (número da rede) e o da direita (número do host) Classe A: 128 redes e até hosts. Classe B: redes e hosts. Classe C: milhões de redes físicas e 256 hosts. Sub-rede: divisão do número do host em sub-rede e host. Classe A 0 Rede Host B 1 0 Rede Host C Rede Host 4 28 D Endereço Multicast E Reservado para uso futuro Classe A Classe B Classe C =

10 Endereços especiais Os campos Rede e Host possuem significados diferentes quando possuem todos seus bits em 0 ou em 1. Endereço de rede: identifica a própria rede Endereço de broadcast: todas as máquinas na rede específica Endereço de broadcast limitado: a rede toda Endereço de Loopback: a própria máquina Sub-redes (Subnets) Net Id Host Id Subnet Id Host Id (Subnet) Máscara (Mask): Identifica a porção de bits que é utilizada para identificar a rede e a porção que é utilizada para host. Os bits em 1 representam a parte do Net Id e Subnet Id, enquanto que bits em 0 representam o Host Id (Subnet). Ex.: Classe B Sub-rede A: Sub-rede B: Máscara: Octeto 1 Octeto 2 Octeto 3 Octeto 4 Endereço XXXXXX Máscara XXXXXX

11 Exemplo de sub-rede ( ) ( ) Classe C: Máscara: ( ) ( ) Para uma rede com máscara: Identificação da rede: Endereços de broadcast: Possíveis endereços das estações: [1-62] [65-126] [ ] [ ] Roteamento IP Como enviar um datagrama passando por múltiplas redes físicas. Como selecionar rotas: carga da rede tamanho do datagrama tipo de serviço menor caminho 11

12 Revisando... Host B Para outros destinos Para alguns destinos R 1 R 2 Host A Host C Exitem duas formas de roteamento: direto Host B Host A indireto Host B R 1 Host A Tabela de Roteamento: armazena informações sobre possíveis destinos e como alcançá-los. Network Network Network R R R Network Tabela do R2: Entrega diretamente Entrega diretamente

13 Rota Default: diminui o tamanho da tabela de roteamento. Não precisa colocar na tabela todos os endereços de todas as redes as quais a máquina pode se conectar. Algoritmo de roteamento: Obtém endereço IP destino (Id) do datagrama; Computa endereço IP da rede destino (Ir); Se Ir for o endereço de uma rede diretamente conectada envia o datagrama para o destino sobre esta rede; (isto envolve mapear Id para um endereço físico, encapsular o datagrama e enviar o quadro.) Senão se Id for uma rota específica para um host roteia o datagrama como especificado na tabela; Senão se Ir estiver na tabela de roteamento roteia o datagrama como especificado na tabela; Senão se uma rota default foi especificada roteia o datagrama para o roteador default; Senão declara um erro de roteamento. 13

14 Protocolo ICMP 14