Redes de Computadores

Transcrição

1 Prof. Universidade Federal de Mato Grosso do Sul 20 de julho de 2017

2 Visão Geral 1 Protocolo de Internet: IP 2 ICMP IPv6

3 Camada de Rede da Internet hosts, funções de roteamento da camada de rede:

4 Formato do Datagrama IP

5 Fragmentação do IP enlaces de rede tem um MTU (maximum transmission unit) - que é o maior quadro possível no enlace diferentes enlaces, tem diferentes MTUs datagramas IP s largos são fragmentados dentro da rede um datagrama é fragmentado em vários remontados apenas no destino final bits no cabeçalho IP são usados para identificar e ordenar os fragmentos

6 Fragmentação do IP Suponha um datagrama com bytes passando por um enlace com MTU de bytes. Fragmento Bytes ID Deslocamento Flag 1480 bytes no offset = 0 (significa que os flag = 1 (significa 1 fragmento campo de dados id = 777 dados devem ser inseridos que tem mais) do datagrama IP começando no byte 0) 2 fragmento 3 fragmento 1480 bytes de dados 1020 bytes (= ) de dados id = 777 id = 777 offset = 185 (significa que os dados devem ser inseridos no início do byte 1480). Note que = 1480 offset = 370 (significa que os dados devem ser inseridos no início do byte 2960). Note que = 2960) flag = 1 (significa que tem mais) flag = 0 (significa que é o último fragmento)

7 Endereçamento IP: Introdução Endereço IP: identificador de 32 bits para a interface de hosts e roteadores interface: conexão entre o host/roteador e o enlace físico roteadores geralmente tem várias interfaces hosts tem tipicamente uma ou duas (ex.: rede cabeada Ethernet e rede sem fio ) endereço IP associado a cada interface

8 Subredes Endereço IP: parte da subrede: bits de ordem mais alta parte do host: bits de ordem mais baixa O que é uma subrede? interfaces de dispositivos com a mesma parte de subrede de um endereço IP podem alcançar uns aos outros sem a intervenção do roteador

9 Subredes receita para determinar as subredes, desconecte cada interface do host ou roteador, criando ilhas de redes isoladas cada rede isolada é chamada de subrede

10 Subredes Quantas subredes existem na figura?

11 Subredes Quantas subredes existem na figura? Resposta: seis subredes

12 Endereçamento IP: CIDR [RFC 4632] CIDR: Classless InterDomain Routing parte da subrede tem tamanho arbitrário endereços no formato a.b.c.d/x, onde x é uma quantidade # de bits na parte da subrede do endereço

13 Endereçamento IP: Como Conseguir Um? Pergunta: Como um host adquire um endereço IP? configurado manualmente pelo administrador do sistema : Dynamic Host Cconfiguration Protocol: recebe um endereço de um servidor dinamicamente plug-and-play

14 : Dynamic Host Configuration Protocol objetivo: permitir que hosts obtenham endereços IP de um servidor na rede dinamicamente quando estes ingressarem na rede. pode renovar seu pedido de um endereço em uso permite a reutilização de endereços (mantém o endereço somente enquanto conectado/ ligado ) suporte para usuários móveis que desejam ingressar na rede (mais rapidamente) Visão Geral do : host envia uma mensagem em broadcast discover [opcional] servidor responde com uma mensagem offer [opcional] host envia uma requisição de endereço IP: mensagem request servidor envia um endereço: mensagem ack

15 : Dynamic Host Configuration Protocol

16 : Dynamic Host Configuration Protocol

17 : Mais que Endereços IP O pode fornecer muito mais do que endereços IP de uma subrede: endereço para o roteador para primeiro salto (gateway padrão) nome e endereço IP do servidor de DNS máscara de rede (indicando a rede versos a porção do host no endereço)

18 Endereços IP: Como Conseguir Um? Pergunta: Como uma rede consegue uma subnet de parte de um endereço IP? Resposta: É alocada uma parte do espaço de endereçamento do ISP (Internet Service Provider) Bloco do ISP /20 Organização /23 Organização / Organização /23

19 Endereçamento Hierárquico: Agregação de Rotas Endereçamento hierárquico permite o anúncio eficiente de informações de roteamento:

20 Endereçamento Hierárquico: Rotas mais Específicas O ISPs-R-Us tem uma rota mais específica para a Organização 1:

21 Endereços IP: Como Conseguir Um? Pergunta: Como o ISP consegue um bloco de endereços? Resposta: ICANN: Internet Corporation for Assigned Names and Numbers 1 aloca os endereços em grandes blocos para regiões do mundo gerencia o DNS atribui nomes de domínios, resolve disputas 1

22 : Network Address Translation todos os datagramas deixando a rede tem o mesmo e único endereço IP de origem: e diferentes portas de origem datagramas na rede privada tem endereços na subrede /24 para origem e destinos (normal)

23 : Network Address Translation motivação: redes locais usam apenas um endereço IP conectado ao mundo externo: intervalo de endereços IP do ISP não é necessário: apenas um endereço IP para todos os dispositivos pode mudar o endereço dos dispositivos da rede local sem precisar notificar o mundo externo pode mudar de ISP sem precisar mudar os endereços dos dispositivos na rede local dispositivos dentro da rede local não são explicitamente endereçáveis, ou seja, públicos ao mundo (um adicional na segurança)

24 : Network Address Translation implementação: um roteador deve: datagramas saindo: substituir (endereço IP origem, porta #) de cada datagrama saindo para (endereço IP, nova porta #)...clientes/servidores remotos irão responder usando (endereço IP, nova porta #) como endereço de destino lembrar (tabela de tradução ) cada par de tradução (endereço IP origem, porta #) para (endereço IP, nova porta #) datagramas chegando: substituir (endereço IP, nova porta #) nos campos de destino de cada datagrama que chega pelo correspondente (endereço IP origem, porta #) armazenado na tabela

25 : Network Address Translation 1 host < , 3345 > envia um datagrama para < , 80 > 2 roteador muda o endereço de origem do datagrama de < , 3345 > para < , 5001 >, atualiza a tabela 3 responde para o endereço destino < , 5001 > 4 roteador muda o endereço destino do datagrama de < , 5001 > para < , 3345 >

26 : Network Address Translation campo do número de porta com 16-bits consegue gerenciar conexões simultâneas usando um único endereço IP! é controverso: roteadores podem processar somente até a camada 3 viola o argumento de comunicação fim-a-fim a possibilidade de deve ser levada em consideração nos projetistas de aplicativos a pouca quantidade de endereços é resolvida pelo IPv6

27 Problema do Transversal cliente deseja se conectar ao servidor com endereço o endereço do servidor é local a LAN (o cliente externo não pode usar esse endereço como endereço de destino, pois não é roteável na Internet) somente um endereço eável: solução 1: configurar estaticamente no um encaminhamento de todas as requisições de uma certa porta para o servidor ex.: < , 2500 > sempre encaminha para na porta 25000

28 Problema do Transversal solução 2: Protocolo Universal Plug and Play (UPNp) Internet Gateway Device (IDG). Permite que dispositivos atrás de : aprendam o endereço IP público ( ) adicionem/removam mapeamento de portas (com tempos de expiração) ex.: configuração de mapeamento automático de portas estáticas

29 Problema do Transversal solução 3: clientes atrás de estabelecem conexão com um relay clientes externos conectam ao relay o relay encaminha (bridges) os pacotes entre as conexões

30 ICMP IPv6 ICMP: Internet Control Message Protocol usado por hosts e roteadores para troca de informações a nível de rede notificação de erro: host inalcançável, rede, porta, protocolo echo request/reply (usado pelo ping) camada de rede acima do IP mensagens ICMP transportadas por datagramas IP mensagem ICMP: tipo, código mais os primeiros 8 bytes do datagrama IP que está causando o erro

31 ICMP IPv6 ICMP: Internet Control Message Protocol

32 ICMP IPv6 ICMP e Traceroute origem envia uma série de segmentos UDP para o destino primeiro segmento tem T T L = 1 segundo tem T T L = 2, etc. não importa o número da porta quando o n-ésimo grupo de datagramas chega ao n-ésimo roteador: o roteador discarta os datagramas e envia uma mensagem ICMP para a origem (tipo 11, código 0) as mensagens ICMP incluem o nome do roteador e o endereço IP. quando as mensagens ICMP chegam, a origem salva os RTTs critério de parada segmentos UDP eventualmente chegam ao host destino destino retorna uma mensagem ICMP port unreachable (tipo 3, código 3) origem para

33 ICMP IPv6 IPv6: Motivação motivação inicial: logo o espaço de endereçamento de endereços 32-bits será completamente alocada motivação adicional: formato do cabeçalho ajuda a acelerar o processamento/encaminhamento cabeçalho foi modificado para facilitar o QoS formato do datagrama IPv6: tamanho fixo do cabeçalho em 40 bytes fragmentação não é permitida

34 ICMP IPv6 IPv6: Formato do Datagrama prioridade: identifica a prioridade em relação aos datagramas no fluxo fluxos Marcados: identifica os datagramas que são do mesmo fluxo (conceito de fluxo não é bem definido) próximo cabeçalho: identifica protocolos da camada superior pelos dados

35 ICMP IPv6 Mudanças em relação ao IPv4 checksum: removido totalmente para reduzir o processamento em cada hop fluxos Marcados: permitido, mas fora do cabeçalho, indicado pelo campo Next Header ICMPv6: nova versão do ICMP novos tipos de mensagens. Ex.: Packet Too Big funções de gerenciamento de grupos multicast

36 ICMP IPv6 Transição do IPv4 para o IPv6 nem todos os roteadores podem ser atualizados simultaneamente sem bandeira de dias como a rede irá operar mesclando roteadores IPv4 e IPv6? tunelamento: datagramas IPv6 são transportados como carga (payload) em datagramas IPv4 entre os roteadores IPv4

37 ICMP IPv6 Transição do IPv4 para o IPv6 Pilha Dupla com IPv4 e IPv6 64 do IPv6 dentro do IPv4

38 ICMP IPv6 Transição do IPv4 para o IPv6

39 ICMP IPv6 Representação do IPv6 Representação dúbia (errada): Representação com todos os campos: Zeros compactados (máximo de 0 s): Representação Estendida: E o exemplo de uma URL acessada diretamente pelo endereço IPv6 ao invés do seu nome traduzido pelo DNS por uma entrada do tipo AAAA:

40 ICMP IPv6 Adoção do IPv6 Institutos Internacionais de Padronização estimaram que a migração já teria ocorrido em 2013: menos de 3% da instrústria de roteadores tinha migrado apenas 11% dos roteadores governamentais Tempo para implementação muito longa (longaaaaa!) e uso mais de 20 e contando! pense nas aplicações que vem mudando nos últimos 20 anos: WWW, Redes sociais, etc... Por que?

41 ICMP IPv6 Adoção do IPv6: 2017 no Brasil ISPs residenciais já ativaram o uso de pilha dupla IPv6

42 ICMP IPv6 Adoção do IPv6: 2017 no Brasil Para testar sua rede:

43 ICMP IPv6 Perguntas?