Jéfer Benedett Dörr

Transcrição

1 Redes de Computadores Jéfer Benedett Dörr

2 Conteúdo Camada de Rede Kurose Capítulo 4 Tanenbaum Capítulo 5

3 Camada de Rede terceira camada A camada de rede é usada para identifcar os endereços dos sistemas na rede, e para a transmissão dos dados entre os sistemas. A camada de rede deve estar ciênte do meio físico da rede, e empacotar a informação de tal forma que a camada de link possa enviá-la para a a camada física. Por exemplo, se a linha telefônica é o meio físico, então a camada de rede deve preparar a informação de tal forma que a a camada de link possa enviála por um ciruito analógico. Da mesma forma, se a informação é uma placa de rede Ethernet, então a camada de rede deve encapsular a informação nos sinais digitais apropriados para a Ethernet, e então passá-la para a camada de link que a enviará. Em muitas redes, a camada de rede não verifica a integridade da informação. Ela, simplesmente, fornece o empacotamento e o serviço de envio, assumindo que se a camada de rede não reportar algum erro então a rede está operacional. Estações de rádio e televisão ttrabalham desta maneira, assumindo que se eles transmitem um sinal, então os aparelhos de TV e rádio irão recebê-los sem problemas. Da mesma forrma, encontram-se tecnologias de redes assumindo este procedimento, deixando eque os protocolos de camadas de nível maior forneçam este rastreio de envio e garantam a integridade.

4 Camada de Rede Transporta segmentos do hospedeiro transmissor para o receptor No lado transmissor, encapsula os segmentos em datagramas No lado receptor, entrega os segmentos à camada de transporte Protocolos da camada de rede em cada hospedeiro, roteador Roteador examina campos de cabeçalho em todos os datagramas IP que passam por ele

5 Funçoes cahve Comutação: mover pacotes da entrada do roteador para a saída apropriada do roteador Roteamento: determinar a rota a ser seguida pelos pacotes desde a origem até o destino. Algoritmos de roteamento Analogia: Roteamento: processo de planejar a viagem da origem ao destino Comutação: processo de passar por um único intercâmbio

6 Funçoes chave Comutação: mover pacotes da entrada do roteador para a saída apropriada do roteador Roteamento: determinar a rota a ser seguida pelos pacotes desde a origem até o destino. Algoritmos de roteamento Analogia: Roteamento: processo de planejar a viagem da origem ao destino Comutação: processo de passar por um único intercâmbio

7 Dispositivos da camada de rede

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9 Protocolos: icmp ICMP: Internet Control Message Protocol Usado por computadores e roteadores para troca de informação de controle da camada de rede Error reporting: hospedeiro, rede, porta ou protocolo Echo request/reply (usado pela aplicação ping) Transporte de mensagens: Mensagens ICMP transportadas em datagramas IP ICMP message: tipo, código, mais primeiros 8 bytes do datagrama IP que causou o erro Tipo Código Descrição 0 0 echo reply (ping) 3 0 dest. network unreachable 3 1 dest host unreachable 3 2 dest protocol unreachable 3 3 dest port unreachable 3 6 dest network unknown 3 7 dest host unknown 4 0 source quench (congestion control - not used) 8 0 echo request (ping) 9 0 route advertisement 10 0 router discovery 11 0 TTL expired 12 0 bad IP header

10 Protocolos: icmp ICMP: Internet Control Message Protocol Usado por computadores e roteadores para troca de informação de controle da camada de rede Error reporting: hospedeiro, rede, porta ou protocolo Echo request/reply (usado pela aplicação ping) Transporte de mensagens: Mensagens ICMP transportadas em datagramas IP ICMP message: tipo, código, mais primeiros 8 bytes do datagrama IP que causou o erro

11 Traceroute e IC MP O transmissor envia uma série de segmentos UDP para o destino O 1 o possui TTL = 1 O 2 o possui TTL = 2 etc. Quando o enésimo datagrama chega ao enésimo roteador: O roteador descarta o datagrama E envia à origem uma mensagem ICMP (type 11, code 0) A mensagem inclui o nome do roteador e o endereço IP Quando a mensagem ICMP chega, a origem calcula o RTT O traceroute faz isso três vezes Critério de interrupção O segmento UDP finalmente chega ao hospedeiro de destino O destino retorna o pacote ICMP hospedeiro unreachable (type 3, code 3) Quando a origem obtém esse ICMP, ela pára.

12 Traceroute e IC MP O transmissor envia uma série de segmentos UDP para o destino O 1 o possui TTL = 1 O 2 o possui TTL = 2 etc. Quando o enésimo datagrama chega ao enésimo roteador: O roteador descarta o datagrama E envia à origem uma mensagem ICMP (type 11, code 0) A mensagem inclui o nome do roteador e o endereço IP Quando a mensagem ICMP chega, a origem calcula o RTT O traceroute faz isso três vezes Critério de interrupção O segmento UDP finalmente chega ao hospedeiro de destino O destino retorna o pacote ICMP hospedeiro unreachable (type 3, code 3) Quando a origem obtém esse ICMP, ela pára.

13 AR P

14 Funções e serviços prestados A camada de rede (terceira camada do modelo ISO/OSI) provê, dentre outros serviços: Mecanismos para encaminhar dados de uma origem a um destino roteamento. Existem duas abordagens quanto ao serviço prestado: Circuitos virtuais (circuit switching): orientados à conexão; caminhos preestabelecidos até o destino. Ex.: ATM; Datagramas (packet switching, store-and-forward): cada mensagem é tratada independentemente e roteada individualmente até o destino. As mensagens são passadas (hop) entre cada roteador até o destino. Ex.: IP.

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16 R oteamento A capacidade de roteamento é atribuída às funções da camada de redes. Roteadores são equipamentos que possuem, normalmente, uma implementação reduzida da pilha de protocolos (até a camada 3). Entre as funções de um roteador pode estar a decisão pelo melhor caminho a ser utilizado para o encaminhamento do pacote. Roteadores de uma rede podem colaborar para a definição do mesmo.

17 R oteamento pelo menor caminho A cada interação do algoritmo, é escolhido o laço com menor custo para se alcançar o próximo nó, no caminho do destino. Pode ser uma função da distância,largura de banda, trafeco, custo da comunicação, comprimento da fila,... Dijkstra: cientista da computação Edsger Dijkstra, soluciona o problema do caminho mais curto num grafo dirigido ou não dirigido com arestas de peso não negativo. Rótulos temporários ou permanentes

18 R oteamento pelo menor caminho

19 Roteamento por inundação (flooding) Consiste em enviar um pacote que chegou para todas as interfaces, exceto a por onde chegou. Um dos principais problemas com este algoritmo refere-se à retransmissão sucessiva do mesmo pacote. Uma das formas de evitá-la é colocar um contador incremental que força o descarte do pacote após ser retransmitido por N roteadores. Para evitar a retransmissão cíclica, cada roteador deve também manter uma numeração de seqüência, relacionada ao roteador de onde originou a transmissão. Melhoria: inundação seletiva.

20 Roteamento por Vetor de Distância Os roteadores vizinhos periodicamente difundem informações sobre as rotas e custos que possuem para os diversos destinos. Maior problema: custa a estabilizar. Um roteador: Espera pela próxima mensagem de atualização Itera e compara todas as mensagens recebidas Se a mensagem indicar um caminho mais curto ao destino Insere a origem (dessa mensagem) como o next hop ao destino Recalcula a distância ao destino considerando o custo apresentado, somado à distância até esse roteador Usado na ARPANET Na Internet - RIP Usa numero de hops, tamanho da fila ou milissegundos

21 Roteamento por Vetor de Distância

22 Roteamento por Vetor de Distância todos começam suas tabelas com distância a A, sendo infinito (ou desconhecida). Os roteadores aprendem durante várias interações, o custo e o caminho até A..

23 Roteamento por estado de link Usado na ARPANET até 1979 Uma outra estratégia de roteamento consiste em difundir para toda a rede a informação sobre o estado de cada enlace das interfaces de cada roteador. Todos os roteadores que receberem tais informações poderão calcular e atualizar suas próprias tabelas. Passos: Encontrar cada roteador vizinho e seu endereço Calcular o custo do enlace que liga a cada vizinho Construir um pacote de estado de link (link state packet) para dizer a todos o que aprendeu Enviar o pacote a todos os roteadores Operar o algoritmo de Dijkstra em cada nó

24 a) Para definir o custo do enlace: Envia-se um pacote ECHO para aquela interface, e mede-se o tempo de retorno (round-trip delay). Um dos problemas: considerar, ou não, sobrecargas momentâneas no laço local. b) Construindo pacote LSP (Label Switch Path) São inseridas informações sobre seqüência e idade, além dos dados sobre os enlaces. O maior problema é decidir quando enviar novamente informações (uma sugestão: a cada hora). c) Distribuição dos LSPs É utilizada o algoritmo de flooding, mantendo-se o controle através dos números de seqüência (associados às origens). O roteamento por estado de link é utilizado pelo OSPF (Open Shortest Path First). Substituiu o RIP na Internet. Opera em conjunto com outros protocolos, como Exterior Gateway Protocol (EGP) ou Border Gateway Protocol (BGP).

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26 1. Qual a versão atualmente mais amplamente utilizada do IP? IPv3 IPv4 IPv5 IPv6 Não existe versão para o IP 2. De acordo com o modelo OSI, em qual camada situa-se o IP? Aplicação Transporte Rede Enlace Física 3. O protocolo ICMP roda sobre UDP roda diretamente sobre IP roda sobre TCP nenhuma das respostas acima Questões

27 Congestionamento Quando uma quantidade excessiva de pacotes é encaminhada para a rede, surge uma série de problemas de performance.

28 Congestionamento Quando uma quantidade excessiva de pacotes é encaminhada para a rede, surge uma série de problemas de performance.

29 Prox aula Congestionamento ipv4 ipv6 NAT BGP