Resumo P2. Internet e Arquitetura TCP/IP

Transcrição

1 Resumo P2 Internet e Arquitetura TCP/IP Internet: Rede pública de comunicação de dados Controle descentralizado; Utiliza conjunto de protocolos TCP/IP como base para estrutura de comunicação e seus serviços de rede. Serviços conhecidos da internet: Correio eletrônico (protocolo SMTP POP3) Transferências de Arquivos (FTP) Compartilhamento de Arquivo (NFS) Emulação remota de terminal (Telnet) Acesso a informação hipermídia (http) (WWW) Característica principal do TCP/IP: Suporte direto a comunicação entre redes de diversos tipos. Camadas da arquitetura TCP/IP: Aplicação / Transporte / Inter-rede / Rede Camada de Rede: Responsável pelo envio de datagramas construídos pela camada Inter-Rede. Realiza o mapeamento entre um endereço de identificação de nível Inter-Rede para um endereço de nível físico ou lógico do nível de Rede. A camada Inter-Rede é independente do nível de Rede. Protocolos da Camada de Rede: Estrutura de Rede Própria (X.25, etc); Enlace (PPP, etc); Nível Físico (V.24, X.21); Barramento de Alta Velocidade (SCSI, etc); Mapeamento de Endereços (ARP); Endereço MAC ou Endereço Físico: permite distinguir uma maquina da outra, possibilitando o envio de mensagens especificas para cada uma delas.

2 Camada Inter-Rede: Realiza a comunicação entre maquinas vizinhas através do protocolo IP; IP: Responsável por identificar cada maquina e a própria rede onde estão situadas; Protocolos da Camada Inter-Redes: Transportes de Dados: IP; Controle de Erro: ICMP Internet Control Message Protocol; Controle de Grupo de Endereços: IGMP Internet Group Manegement Protocol; Controle de Informações de Roteamento; Protocolo IP: Realiza a função a função mais importante dessa camada que é a própria comunicação Inter-Redes. Roteamento: Consiste no transporte de mensagens entre redes e na decisão de qual rota uma mensagem deve seguir através da estrutura de rede para chegar ao destino. Camada de Transporte: Reúne os protocolos que realizam as funções de transporte de dados fim-a-fim, considerando apenas a origem e o destino da comunicação, sem se preocupar com os elementos intermediários. Oferece para o nível de aplicação um conjunto de funções e procedimentos para acesso ao sistema de comunicação de modo a permitir a criação e a utilização de aplicações de forma independente da implementação; Protocolos da Camada de Transporte: UDP (User Datagram Protocol): o Realiza apenas a multiplexação para que várias aplicações possam acessar o sistema de comunicação de forma coerente; o Fornece uma forma simples de acesso ao sistema de comunicação; o Serviço sem conexão, sem confiabilidade, e sem correção de erros; TCP (Transmission Control Protocol): o Além da multiplexação, realiza uma série de funções para tornar a comunicação entre origem e destino mais confiável; o Controle de erros de fluxos, serviço com conexão; o Ordenação de mensagens; o Opção de envio de dados urgente; A conexão TCP é formada por 3 fases: Estabelecimento de conexão; Troca de dados; Finalização da conexão;

3 Formação do Pacote TCP: TCP Source Port: Porta origem da mensagem; TCP Destination Port: Ponto de destino da mensagem; Sequence Number: Número de seqüência de dados transmitidos face ao conjunto total de dados já transmitidos; Acknowledge Number: Número que significa o reconhecimento dos dados recebidos até então no sentido inverso; Code Bits: Formados por seis bits: URG: Bit de urgência; ACK: Bit de reconhecimento; PSH: Bit de Push, informa ao TCP origem e destino que aplicação solicita a transmissão rápida dos dados enviados; RST: Bit de reset, informa ao destino que a conexão foi abordada; SYN: Bit de sincronismo; FIN: Bit de terminação; Window: Informa o tamanho disponível em bytes na janela de recepção da origem deste pacote; Options: Campo de opções; Camada de Aplicação: Reúne os protocolos que fornecem serviços de comunicação ao sistema ou ao usuário. Pode-se separar os protocolos em serviços básicos e ou serviços para usuários; Protocolos de Serviços Básicos: Fornecem serviços para atender as próprias necessidades do sistema de comunicação (TCP/IP: DNS, DHCP); Protocolos de Serviços para Usuários: FTP, http, Telnet, SMTP, POP3, NFS, etc.

4 Posicionamento do Nível OSI Algumas Diferenças Entre OSI e TCP/IP: OSI trata todos os níveis, TCP/IP a partir do nível de Rede OSI; OSI tem opções de modelos incompatíveis, TCP/IP é sempre compatível entre as várias implementações; Protocolo IP: Responsável pela comunicação entre as maquinas e uma estrutura de rede TCP/IP; Provê a capacidade de comunicação entre cada elemento componente da rede para permitir o transporte de uma mensagem de uma origem até o destino; Serviço sem conexão e não-confiável; Redes Interligadas pela arquitetura TCP/IP: Locais; Geograficamente Distribuídas; Longa distância com chaveamento de pacotes; Ligações ponto-a-ponto seriais; Endereços IP: Identificador único para certa interface de rede de uma maquina; Formado por 32 Bits (4 Bytes); Identifica tanto uma rede quanto a estação a que se refere; Dividido em duas partes: Dois Bytes para identificar a rede e dois Bytes para a estação; Verificar exercício de IPs no caderno; Endereço de Rede: Identifica a própria rede e não uma interface de rede especifica (Todos os bits = 0); Endereço de Broadcast: Identifica todas as maquina de uma rede especifica (Todos os Bits = 1); Endereço de Broadcast Limitado: Identifica um broadcast na própria rede, sem especificar a que rede pertence (Todos os bits = 1 ( )); Endereço de Loopback: Identifica a própria maquina;

5 Roteamento IP Next-Hop Routing: Quando envia-se um pacote à outra rede, o protocolo IP deve envia-lo para um roteador situado na mesma rede. O roteador irá enviar o pacote para outro roteador, e assim por diante até que o pacote chegue no destino. Os roteadores não precisam conhecer a rota completa, e sim apenas o caminho do próximo roteador. Passos para enviar uma mensagem IP: Determinar que a estação destino esta em outra rede, por isso que precisa ser mandado para outro roteador; Determinar através da tabela de rotas da maquina de origem, qual roteador é correto para se enviar a mensagem; Descobrir através d protocolo ARP, qual o endereço MAC do roteador; Enviar a mensagem IP com o endereço de nível de rede apontado para o roteador e o endereço IP endereçado para a maquina destino. O pacote é endereçado FISICAMENTE ao roteador (ENDEREÇO MAC) e é endereçado LOGICAMENTE para a maquina de destino (ENDEREÇAMENTO IP). Rota Default: Utilizada durante a decisão de roteamento no caso de não existir uma rota especifica para rede de destino da mensagem IP. Pode ser considerada como um resumo de diversas rotas encaminhadas pelo mesmo próximo roteador. Roteamento Dinâmico: Os protocolos RIP, RIP2, OSPF, BGP4 são responsáveis pela aquisição de informações sobre a topologia de rede e a publicação de rotas na tabela de rotas dos roteadores envolvidos; Roteamento Estático: Rotas preenchidas manualmente, geralmente pela configuração inicial da maquina; Exemplos de Rotas Dinâmicas: Uma rota default configurado manualmente nas estações; Mais de uma rota default com os roteadores configurados manualmente nas estações; Rotas adicionais estáticas configuradas manualmente endereçando redes específicas; Pacotes IP: Define a unidade básica de transmissão. Campos mais importantes do Pacote IP: VERSION: Informa a versão do protocolo IP sendo carregado;

6 HEADER LENGTH: Informa o tamanho do header IP em grupo de 4 bytes; TYPE OF SERVICE: Informa como o pacote deve ser trabalhado. IDENTIFICATION: Identifica o pacote IP unicamente entre os outros transmitidos pela maquina. FLAGS (3 bits): Um bit identifica se este datagrama é o ultimo fragmento de um pacote Ip ou se existem mais; Outro bit informa aos roteadores no caminho se a aplicação exige que os pacotes sejam fragmentados ou não. FRAGMENT OFFSET: Informa a posição do fragmento. TIME-TO-LIVE: Serve para limitar a duração do pacote IP e evitar um loop de roteamento. PROTOCOL: Informa que protocolo esta sendo carregado no campo de dados. HEADRE CHECKSUM: Valor que ajuda a garantir a integridade do cabeçalho do pacote IP. SOURCE ADDRESS: Endereço IP da maquina de origem. DESTINATION ADDRESS: endereço IP da maquina de destino. OPTIONS: opções com informações adicionais para o protocolo IP. Fragmentação: Ato de dividir um pacote maior em vários pacotes menores suportados pelas camadas. A remontagem só será feita na maquina de destino baseado nas informações (FRAGMENT OFFSET). Se perder um fragmento inutiliza o datagrama inteiro; FRAGMENT OFFSET: Identifica a posição em bytes do fragmento; Estudar no caderno MASCARA. Protocolo ICMP: Protocolo auxiliar ao IP; Carrega informações de controle e diagnostico; Informa falhas; Erros de fragmentação; A mensagem é encapsulada no protocolo IP;

7 Aquisição de Informações de um Roteamento Pode-se obter de diversas formas: Estação sem nenhuma rota: Neste caso a estação vai precisar de pelo menos um roteador default; Estação com somente um roteador default: Com um roteador a estação já pode operar corretamente; Estação com mais de um roteador default: Poderá utilizar diversos roteadoes default, no caso de falha do primeiro; Estação com Rotas Específicas para outras redes configuradas de forma manual; Estação executando algum protocolo de roteamento: A estação pode aprender informações de rotas trocadas entre os roteadores sem divulgar rotas. Prioridade da Forma de Aprendizagem das Rotas: 1) Rotas configuradas estaticamente; 2) Rotas específicas aprendidas por meio de ICMP; 3) Rotas aprendidas por meio de protocolos OSPF e BGP; 4) Rotas aprendidas por meio de protocolos RIP; Porta em TCP/IP: Forma de identificação de um ponto de acesso de serviço do modelo OSI. Protocolos da Camada de Rede e Protocolos Auxiliares de TCP/IP Protocolo Bootp: A mensagem é encapsulada em UDP; Protocolo DHCP: Tem a capacidade de distribuir endereços de forma dinâmica para as estações usando três métodos distintos: Empréstimo de endereço aleatório por tempo limitado; Empréstimo de endereço aleatório por tempo infinito; Empréstimo de endereço fixo; A mensagem DCHP é compatível com Bootp, e tem a seguinte formação: Discover: Enviado pelo cliente para solicitar uma resposta de algum servidor DHCP; Offer: Oferta de endereço IP de um servidor para um cliente; Request: Requisição de um endereço específico; Decline: Informa que a oferta tem parâmetros incorretos (Erro); ACK: Confirmação do servidor sobre a atribuição do endereço para a requisição do cliente; NAK: Servido nega o fornecimento de endereço previamente oferecido;

8 Release: Cliente libera o endereço IP utilizado; Inform: Cliente que já possui endereço IP pode requisitar outras informações de configuração; Protocolo PPP: Principal protocolo para o transporte de IP sobre as ligações ponto a ponto, criando um nível de enlace em um meio que não o possua; É empregado como protocolo de enlace nos seguintes tipos de meio: o Ligações seriais discadas; o Ligações seriais dedicadas; o Ligações ISDN, etc. PPP são separados em dois grupos principais: Empregados em ligações discadas: Ele provê os mecanismos de autenticação; Empregados em ligações dedicadas: Geralmente não são trocadas mensagens de autenticação; PPP tem 3 tipos de funcionalidade: Encapsulamento; Protocolos de Controle de Enlace PPP; Protocolo de Controle de Protocolo de Nível 3 sendo carregado; Protocolo LCP: Controle o Enlace PPP. Protocolo SLIP: Fornece apenas um encpsulamento para um enlace serial. Protocolo DNS: Especifica duas partes principais: Regras de sintaxe para definição de domínios; Protocolo utilizado para a consulta de nomes; DNS: Mapeamento de endereços IP em nome. (Lembra da aula de SO?); Protocolos de Roteamento: Protocolo RIP (Vetor de Distância): Baseia a escolha de rotas por meio de distância em número de roteadores. Custo de uma rota é a quantidade de roteadores que uma mensagem terá que atravessar até o destino. Protocolo RIP2: Semelhante ao RIP, com algumas coisas a mais: Contêm a mascara da rede de destino; O protocolo pode ser autenticado; Carrega informações de outros roteadores;

9 Nos veremos no próximo programa nesta mesma hora e neste mesmo canal. Chaves