Curso de Redes de Computadores

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1 Curso de Redes de Computadores Adriano Mauro Cansian Capítulo 4 Camada de Rede 1 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

2 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 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 Note que os roteadores intermediários não precisam das camadas superiores da pilha TCP/IP rede enlace física rede enlace física rede enlace física rede enlace física Não acontece na Internet rede enlace física rede enlace física aplicação transporte rede enlace física 4 Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian 2

3 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. 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. Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian 3

4 Interação entre roteamento e comutação (repasse) 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 Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian 4

5 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 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. 10 Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian 5

6 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 transporte rede enlace física 5. começa fluxo de dados 6. dados recebidos 4. conexão completa 3. chamada aceita 1. inicia chamada 2. chegada de chamada aplicação transporte rede enlace física 11 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 enlace física 1. envia dados 2. recebe dados aplicação transporte rede enlace física 12 Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian 6

7 Tabela de comutação ou repasse Considerando o espaço de endereçamento no IPv4 (atual) existem 4 bilhões de entradas possíveis Destination Address Range Link Interface ! through ! ! through ! ! through ! otherwise 3 Decisão de repasse Prefix Match Link Interface Qualquer outro 3 Exemplos Qual interface? Qual interface? Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian 7

8 Decisão de repasse Prefix Match Link Interface Qualquer outro 3 Exemplos ! Qual interface? ! Qual interface? 1 Regra do maior prefixo: o prefixo mais longo na tabela de roteamento tem precedência na decisão. 0 O que há dentro do roteador? Visão geral da arquitetura de um roteador 16 Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian 8

9 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 Funções da Porta de Entrada Camada física: recepção de bits Camada de enlace: Exemplo: Ethernet (veremos no capítulo 5) Comutação descentralizada: Verifica o destino do datagrama, e procura 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 18 Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian 9

10 Estruturas de comutação Dentro do roteador existe uma das 3 estruturas principais de comutação: 19 Três tipos de matriz de comutação serão vistas em seguida 20 Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian 10

11 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 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). 22 Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian 11

12 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 cross-bar Portas podem conversar ao mesmo tempo na matriz. 24 Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian 12

13 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 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 Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian 13

14 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 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 Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian 14

15 A Camada de Rede na Internet 29 A Camada de Rede na Internet Camada de Transporte: TCP, UDP Camada de rede Prot. de roteamento Escolha de caminhos RIP, 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 (datalink) Camada física 30 Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian 15

16 Endereçamento IP 31 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 Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian 16

17 Endereçamento IP (2) Os endereços IP são escritos em notação decimal: xxx. yyy. zzz. kkk 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: o número decimal 68 representa o campo de rede do endereço o número decimal representa o campo de rede do endereço. (alguns endereços são reservados. Serão tratados mais adiante). 33 Endereço IP notação decimal notação binária 2 7 = = = = notação decimal pontuada 34 Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian 17

18 Endereços de host e de rede Endereço IP de 32 bits Identificador da rede Identificador do host host REDE REDE internet hosts com identificadores de rede distintos. REDE REDE hosts com o mesmo identificador de rede. 35 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 = Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian 18

19 Endereçamento IP (4) Endereço IP: Uma parte de rede (bits de mais alta ordem). Uma parte de estação (bits de mais baixa ordem). O quê é uma rede IP? Interfaces de dispositivos com a mesma parte de rede nos seus endereços IP. Podem alcançar um ao outro sem passar por um roteador LAN Esta rede consiste de 3 redes IP (para endereços IP começando com 223, os primeiros 24 bits são a parte de rede). 37 Endereçamento IP (5) Como achar as redes? Dissociar cada interface do seu roteador ou estação. Criar ilhas de redes isoladas Sistema interligado consistindo de seis redes Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian 19

20 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 estação B 10 rede estação C 110 rede estação D 1110 endereço multiponto to to to to bits 39 Classes de redes (2) 32 Bits Class A 0 Network Host Range of host addresses to B C D E 10 Network Host 110 Network Host 1110 Multicast address Reserved for future use to to to to Para um endereço classe A o primeiro bit é sempre redes Para um endereço classe B os dois primeiros bits são redes Para um endereço classe C os três primeiros bits são redes Endereçamento baseado em classes : denominação antiga (em desuso). Consta aqui só por motivos didáticos / históricos. 40 Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian 20

21 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 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 Endereçamento IP: CIDR Endereçamento baseado em classes: Uso ineficiente e esgotamento do espaço de endereços. Exemplo: rede da classe B aloca endereços para estações, mesmo se houver apenas 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 /23 42 Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian 21

22 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 refere-se à rede *.* O endereço /24 identificado como refere-se à rede * 43 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. Exemplos: Para se referir a todos os nós de uma rede em particular, os bits de host são ajustados para 1. O endereço refere-se a todos os nós da rede 15. /8. O endereço refere-se a todos os nós da rede / Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian 22

23 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 Subneting e subnetmask (2) 46 Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian 23

24 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 Subneting e subnetmask (4) 48 Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian 24

25 Subneting e subnetmask (5) /26 IP Address subnetmask Hostid Binário End. Sub-rede Interpretação = (1 ª rede, host 2) = (2 ª rede, host 7) ( ) ( ) Host 2 (000010) na subrede Host 7 (000111) na subrede /26 49 Subneting e subnetmask (6) 50 Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian 25

26 Subnetmask: tabelinha 51 Endereços reservados Ou endereços privados (categoria 1) 1 REDE /8: a REDES /16: a REDES /24: a Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian 26

27 Endereços reservados Não podem ser atribuídos a nenhuma estação: : 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 Ex: BroadCast para rede /16 n 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 Ex: End. Rede para rede / : Endereço de Inicialização (DHCP) 53 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 /20 provedor Organização /23 Organização /23 Organização / Organização /23 54 Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian 27

28 Endereçamento hierárquico: agregação de rotas Endereçamento hierárquico permite anunciar eficientemente informação sobre rotas: Organização /23 Organização N /23 Organização N /23 Organização N /23. Provedor A Mande-me qualquer coisa com endereços que começam com /20 Internet Mega-empresa A /16 Provedor B Mande-me qualquer coisa com endereços que começam com /16 55 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 /23 Organização /23 Organização /23. Provedor A mande-me qq coisa com endereços que começam com /20 Internet Organização /23 Mega-empresa A /16 Provedor B mande-me qq coisa com endereços que começam com /16 ou /23 56 Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian 28

29 Endereçamento hierárquico: rotas mais específicas Organização /23 Organização /23 Organização /23 Organização /23 Mega-empresa A /16 Quando outros roteadores virem o anúncio dos blocos de endereço /20 e /23 e quiserem rotear para um endereço no bloco /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.. Provedor A mande-me qq coisa com endereços que começam com /20 Internet Provedor B mande-me qq coisa com endereços que começam com /16 ou /23 57 Endereçamento IP - Governança Como um provedor IP consegue um bloco de endereços? ICANN: Internet Corporation for Assigned Names and Numbers ( Aloca endereços. Gerencia DNS. Aloca nomes de domínio e resolve disputas. No Brasil, estas funções foram delegadas ao Registro Nacional ( sediado na FAPESP (SP), e comandado pelo Comitê Gestor Internet BR (CG-Br) 58 Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian 29

30 Encaminhamento de datagramas 59 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

31 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 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

32 Enviando um datagrama da origem ao destino (1) datagrama IP: Campos misc end. IP origem end. IP dest dados tabela de rotas em A rede dest. próx. rot. N enlaces Datagrama permanece inalterado, enquanto passa da origem ao destino. A B E Enviando um datagrama da origem ao destino (2) campos misc dados Seja um datagrama IP originando em A, e endereçado a B: A procura endereço de rede de B. 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. A B rede dest. próx. rot N enlaces E Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian 32

33 Enviando um datagrama da origem ao destino (3) campos misc dados Seja origem A, destino E: Procura endereço de rede de E. E está numa rede diferente A e E não diretamente conectados. Tabela de rotas: próximo roteador na rota para E é Camada de enlace envia datagrama ao roteador num frame da camada de enlace. Datagrama chega a e então segue A B rede dest. próx. rot N enlaces E Enviando um datagrama da origem ao destino (4) Campos misc dados Chegando a , destinado a Procura endereço de rede de E. E fica na mesma rede que a interface do roteador. Roteador e E estão diretamente conectados. Camada de enlace envia datagrama para dentro de frame de camada de enlace via interface Datagrama chega a rede próx. dest. rot. N enl. interface A B E Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian 33

34 Datagrama IP Especificações do Protocolo 67 Formato do datagrama IP (1) 32 Bits Version IHL Type of service Total length Time to live Identification Protocol D F Source address M F Destination address Fragment offset Header checksum Options (0 or more words) 68 Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian 34

35 Formato do datagrama IP (2) número da versão do protocolo IP comprimento do cabeçalho em palavras de 32 bits tipo dos dados (TOS) TTL - Time to Live. número máximo de enlaces restantes (decrementado a cada roteador) protocolo da camada superior ao qual entregar os dados ver comp. tipo de cab serviço ident. 16-bits sobrevida 32 bits camada superior comprimento início do bits fragmento checksum Internet endereço IP de origem 32 bits endereço IP de destino 32 bits Opções (se houver) dados (comprimento variável, tipicamente um segmento TCP ou UDP) comprimento total do datagrama (em bytes) para fragmentação e remontagem p.ex. temporizador, registrar rota seguida, especificar lista de roteadores a visitar. 69 Adaptação a redes diferentes SLIP : 256 Ethernet : 1500 Internet PPP : 1500 ADSL: Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian 35

36 MTU e Fragmentação Host A Rede 1 MTU = 1.500?? Router 1 Router 2?? Rede 2 MTU=620 Rede 3 MTU=1.500 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 Formato do datagrama IP (1) 32 Bits Version IHL Type of service Total length Time to live Identification Protocol D F Source address M F Destination address Fragment offset Header checksum Options (0 or more words) 72 Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian 36

37 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. remontagem Fragmentação: entrada: um datagrama grande saída: 3 datagramas menores 73 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

38 IP: Fragmentação & Remontagem (3) Cabeçalho do datagrama Dados octetos Dados octetos Dados octetos (a) Cabeçalho do fragemento 1 Dados 1 Fragmento 1 (offset 0) Cabeçalho do fragmento 2 Dados 2 Fragmento 2 (offset 600) Cabeçalho do fragmento 3 Dados 3 Fragmento 3 (offset 1.200) (b) Fragmentos e offset : (a) Um datagrama original, levando 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 IP: Fragmentação & Remontagem (4) compr =4000 ID =x bit_frag =0 início =0 um datagrama grande vira vários datagramas menores compr =1500 ID =x bit_frag =1 início =0 compr =1500 compr =1040 ID =x ID =x bit_frag =1 início =1480 bit_frag início =0 = Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian 38

39 Controle IP Fragmentação Identifica o datagrama Indicando que existe mais fragmentos Indica a posição do fragmento em relação ao datagrama 77 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

40 Controle IP Fragmentação Indica Identificação se existe do mais datagrama fragmentos 0x749b indica para o mesmo o datagrama Indica datagrama a posição 0x749b do fragmento no datagrama 0x749b 79 NAT: Network Address Translation (1) restante da Internet NAT rede local (ex.: rede doméstica) / todos os datagramas que saem da rede local possuem o mesmo e único endereço IP do NAT de origem: , números diferentes de portas de origem. datagramas com origem ou destino nesta rede possuem endereço /24 para origem, destino (usualmente) Prof. Dr. Adriano Mauro Cansian 40

41 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?). 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

42 NAT: Network Address Translation (4) 2: roteador NAT substitui end. origem do datagram de , 3345 para , 5001, atualiza a tabela 1: hospedeiro envia datagrama para , 80 3: resposta chega endereço de destino: , : roteador NAT substitui o endereço de destino do datagrama de , 5001 para , 3345 NAT: Network Address Translation (5) Campo número de porta com 16 bits: 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