FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Unidade IV Camada de Rede. Luiz Leão

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1 Luiz Leão

2 Conteúdo Programático 4.1 Protocolo IP 4.2 Endereçamento IP 4.3 Princípios de Roteamento

3 Introdução O papel da camada de rede é transportar pacotes de um host remetente a um host destinatário. Para fazê-lo, duas importantes funções da camada de rede podem ser identificadas: Repasse Quando um pacote chega ao enlace de entrada de um roteador, este deve conduzi-lo ao enlace de saída apropriado. Roteamento A camada de rede deve determinar a rota ou caminho tomado pelos pacotes ao fluírem de um remetente a um destinatário. Os algoritmos que calculam esses caminhos são denominados algoritmos de roteamento.

4 O Protocolo da Internet (IP) IP são as iniciais de Internet Protocol (Protocolo da Internet). O endereçamento e o repasse na Internet são componentes importantes do Protocolo da Internet (IP). Há duas versões do protocolo IP em uso hoje. Examinaremos a versão mais utilizada do IP, a versão 4, que normalmente é denominada simplesmente como IPv4.

5 Endereçamento IPv4 - Interfaces de rede Cada dispositivo em uma Rede de Computadores é identificado por um endereço IP. Esse endereço é exclusivo para cada interface de rede que se localiza na mesma rede. O endereço IP tem que ser único nas redes que estão interligadas para evitar conflitos. Note-se também que um endereço IP não está associado a cada computador (host) e sim a cada interface de rede. Um computador pode possuir mais de uma interface, ou seja, mais de um endereço IP.

6 Endereçamento IPv4 Ex: Notebook Placa wifi: Placa Ethernet:

7 Tipos de Endereçamento Broadcast: O quadro é enviado para todos os nós do segmento de rede. Uma analogia seria uma pessoa falando em voz alto para todos os presentes ouvirem.

8 Tipos de Endereçamento Multicast: O quadro é enviado para um grupo de nós do segmento de rede. Uma analogia seria os s enviados para um grupo.

9 Tipos de Endereçamento Unicast: O quadro é enviado para um nó específico. Seria o equivalente a você ligar para falar com uma pessoa ao telefone.

10 Endereçamento IPv4 Assim como um endereço residencial tem um formato padrão composto de duas partes (nome da rua e número do domicílio), cada endereço IP é separado internamente em duas partes uma identificação de rede e um identificador de host: A identificação de rede, também conhecida como endereço de rede, identifica um único segmento de rede em um conjunto de redes TCP/IP. O identificador de host, também conhecido como endereço de host, identifica um nó da rede (uma estação de trabalho, um servidor, roteador ou outro dispositivo) em cada rede.

11 Endereçamento IPv4 Veja abaixo um exemplo de um endereço IP de 32 bits: Para facilitar o endereçamento IP, os endereços IP são expressos em notação decimal com ponto. O endereço IP possui 32 bits (4 bytes) segmentado em quatro octetos de 8 bits (Um byte). Esses octetos são convertidos em decimais (sistema numérico de base 10) e separados por pontos. Portanto, o exemplo de endereço IP anterior é quando convertido em notação decimal com ponto.

12 Endereçamento IPv4 A ilustração a seguir mostra um exemplo de endereço IP ( ) dividido em seções de identificação de rede e de host. A parte referente à identificação de rede ( ) é indicada pelos dois primeiros números do endereço IP. A parte referente ao host (16.200) é indicada pelos dois últimos números do endereço IP.

13 Endereçamento IPv4 Observações Como os endereços IP identificam dispositivos em uma rede, deve ser atribuído um endereço IP exclusivo a cada dispositivo da rede. Geralmente, a maioria dos computadores tem apenas um adaptador de rede instalado e, portanto, requerem apenas um endereço IP. Se o computador tiver vários adaptadores de rede instalados, cada adaptador precisa ter seu próprio endereço IP.

14 Endereçamento IPv4 Limitações Espaço de endereçamento "pequeno" Endereços IPv4 estão se esgotando Não há suporte para mobilidade Se um host se mover de uma rede para outra, seu endereço IP tem que mudar

15 Classes de Endereços Ipv4 Foram definidas 5 classes de endereços Ipv4, embora na prática apenas três são utilizadas. Os endereços das classes A, B e C são usados para atribuição aos nós TCP/IP. As classes D e E não são utilizadas para endereçar computadores. A classe de endereços define os bits usados nas partes referentes à identificação de rede e de host de cada endereço. A classe de endereço também define o número de redes e de hosts por rede para os quais se pode oferecer suporte.

16 Classes de Endereços Ipv4 A tabela a seguir usa w.x.y.z para designar os valores dos quatro octetos em qualquer endereço IP. Ela é usada para mostrar: Como o valor do primeiro octeto (w) de qualquer endereço IP indica de forma eficaz a classe de endereço. Como os octetos de um endereço são divididos na identificação da rede e do host. O número possível de redes e hosts por rede disponível para cada classe.

17 Classes de Endereços Ipv4

18 Classes de Endereços Ipv4 Observe que endereços de rede não fazem parte de nenhuma classe. Este endereço de rede é usado para loopback = própria máquina. Ex: (localhost). Os endereços de rede Classe C são os mais utilizados em redes locais / domésticas, pois suportam 254 hosts por rede. Obs: No protocolo IPv6 não existe o conceito de classes de endereços de rede.

19 Classe A Na classe de endereçamento A utilizamos 8 bits (1 byte) para endereçar a rede e 24 bits (3 bytes) para endereçar os hosts dentro da rede. O primeiro byte da esquerda representa o número da rede e pode variar de 1 a 126. Os demais bytes formam o endereço do host.

20 Classe A Na classe A as redes podem variar de a O número de endereços de hosts possível é (milhões), variando de a , pois não podemos usar o endereço todo zerado (que indica a rede), nem todo formado com uns (que é utilizado para fazer broadcasting de mensagens na rede). Portanto o número de hosts é 2³² 2.

21 Classe A Os endereços IP de todos os computadores dentro de uma mesma rede devem possuir o mesmo número de endereço de rede e cada computador um número de endereço diferente dos demais. A seguir, veremos um exemplo de endereços IP de uma rede de número 50 com cinco hosts ligados a ela:

22 Classe A é o endereço que indica a rede = Endereço de Rede é o endereço que indica broadcasting de mensagens, ou seja, o envio de uma mesma mensagem para todos os equipamentos da rede.

23 Classe A A classe de endereçamento do tipo A é indicada para redes com um número elevado de hosts, pois podemos ter e endereçar uma quantidade grande de equipamentos (hosts) na rede, porém vemos que o número de redes que podemos ter nessa classe é muito reduzido, apenas 126.

24 Roteamento IP Processo de escolha de um caminho através do qual os pacotes são enviados Tanto os hosts quanto os roteadores participam do roteamento IP. A camada IP pode receber dados: Do TCP, UDP, ICMP ou IGMP (datagrama gerado localmente) para enviar; Da interface de rede para encaminhar.

25 ARP (Address Resolution Protocol) Faz o mapeamento entre Endereço IP e Endereço Intrarrede: o Mapeamento de endereços IP em endereços MAC Ethernet, Token-Ring, FDDI, ATM etc. o Efetuado por meio de uma tabela ARP em cada máquina que é construída dinamicamente. É um protocolo que faz a interface entre a camada Inter-rede e a camada Intrarrede. Aplicação TCP/UDP IP Interface de Adaptação Protocolo Intrarrede

26 ARP (Address Resolution Protocol) O protocolo ARP compara o endereço IP de todos os datagramas enviados na ARP Cache. Se ele for encontrado, o endereço MAC é copiado da cache. Se não, um pacote ARP Request é enviado em broadcast para sub-rede. Se o destinatário final for um endereço IP externo, o ARP resolve o endereço para o roteador ao invés do destinatário final.

27 Roteamento IP X deseja enviar pacotes para Y O protocolo IP percebe que Y não pertence a mesma rede O host X consulta tabela de rotas Descobre rota: roteador O IP do host X aciona ARP para resolver endereço do roteador Resultado: OC.O A

28 Roteamento IP

29 Roteamento IP

30 Roteamento IP o O protocolo IP percebe que DESTINO pertence a mesma rede o Aciona ARP para resolver endereço do DESTINO Resultado: 1F.6D

31 Roteamento IP

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