Redes de Computadores I - Protocolos de Controle: ICMP. por Helcio Wagner da Silva

Transcrição

1 Redes de Computadores I - Protocolos de Controle: ICMP por Helcio Wagner da Silva

2 Introdução Na Internet, cada roteador opera de maneira autônoma X X X X 2

3 Introdução Infelizmente, nada funciona corretamente o tempo todo Erros comuns no envio de datagramas Máquina de destino está temporariamente ou permanentemente desconectada Campo TTL do datagrama expirou Roteadores intermediários descartam datagramas na ocorrência de um congestionamento Para permitir que roteadores reportem erros ou situações inesperadas, foi projetado o ICMP (Internet Control Message Protocol) 3

4 Introdução Mensagens ICMP foram inicialmente concebidas para serem transmitidas de um roteador para o emissor original do datagrama datagrama datagrama datagrama X X X Erro! Mensagem ICMP Mensagem ICMP Mensagem ICMP Porém, hosts podem também enviar mensagens para outros hosts ou roteadores Mensagem ICMP Mensagem ICMP 4

5 Introdução Nível de Rede ICMP Mensagem ICMP... IP...encapsulado por um datagrama IP Cabeçalho Base 8 Tipo 8 Código 16 Checksum 5

6 Tipos de Mensagem Valor do campo Tipo Tipo da mensagem ICMP 0 Echo Reply 3 Destination Unreachable 4 Source Quench 5 Redirect (change a route) 8 Echo Request 11 Time Exceeded for a Datagram 12 Parameter Problem on a Datagram 13 Timestamp Request 14 Timestamp Reply 15 Information Request (obsoleto) 16 Information Reply (obsoleto) 17 Address Mask Request 18 Address Mask Reply 6

7 Testando a Atingibilidade e o Estado do Destino Echo Request Echo Reply Tipo (8) Código (0) Checksum Identificador Número de Seqüência Dados (opcionais) Tipo (0) Código (0) Checksum Identificador Número de Seqüência Dados (os mesmos da mensagem correspondente, se houver)... 7

8 Testando a Atingibilidade e o Estado do Echo Request Destino Echo Reply 8

9 Testando a Atingibilidade e o Estado do O aplicativo Ping utiliza mensagens Echo Request/Echo Replay O nome foi inspirado no som emitido por um sonar, segundo seu criador, Mike Muuss Um colega de Muuss arranjou para o Ping o seguinte significado: PING = Packet InterNet Groper Muuss morreu em um acidente automobilístico em 20/11/2000 Destino 9

10 Testando a Atingibilidade e o Estado do Destino Exemplo de execução do ping PING vapor.arl.army.mil ( ): 56 data bytes 64 bytes from : icmp_seq=0 time=16 ms 64 bytes from : icmp_seq=1 time=9 ms 64 bytes from : icmp_seq=2 time=9 ms 64 bytes from : icmp_seq=3 time=8 ms 64 bytes from : icmp_seq=4 time=8 ms ^C ----vapor.arl.army.mil PING Statistics packets transmitted, 5 packets received, 0% packet loss round-trip (ms) min/avg/max = 8/10/16 10

11 Reporte de Destinos Inatingíveis Quando um erro impede um roteador de não rotear ou entregar um datagrama, ele: 1. envia uma mensagem Destination Unreachable para o emissor 2. Descarta o datagrama Há dois tipos de inatingibilidade de rede relacionada a problemas no roteamento do datagrama de host relacionada a problemas na entrega do datagrama 11

12 Reporte de Destinos Inatingíveis Destination Unreachable Tipo (3) Código (0-12) Checksum Inutilizado (preenchido com bits 0) Cabeçalho IP + primeiros 64 bits de Dados... 12

13 Reporte de Destinos Inatingíveis Valor de Código Significado 0 Rede inatingível 1 Host inatingível 2 Protocolo inatingível 3 Porta inatingível 4 Fragmentação necessária e DF = 1 5 Rota de origem falha 6 Rede de destino desconhecida 7 Host de destino desconhecido 8 Host de origem isolado 9 Comunicação com rede de destino proibida administrativamente 10 Comunicação com host de destino proibida administrativamente 11 Rede inatingível para tipo de serviço 12 Host inatingível para tipo de serviço 13

14 Reporte de Destinos Inatingíveis Embora um roteador possa enviar uma mensagem Destination Unreachable, ele não pode detectar todos os erros Exemplo: X X (Desligado) 14

15 Debelando Congestionamentos Quando um roteador enfrenta uma situação de congestionamento, ele envia uma mensagem Source Quench para o emissor Usualmente, os roteadores enviam uma mensagem desse tipo para cada datagrama descartado O efeito no emissor original do datagrama é a diminuição gradual da taxa de emissão, até que não se receba mais mensagens Source Quench 15

16 Debelando Congestionamentos Source Quench Tipo (4) Código (0) Checksum Inutilizado (preenchido com bits 0) Cabeçalho IP + primeiros 64 bits de Dados... 16

17 Solicitando Mudança de Rota Uma máquina (host) é configurada com uma informação de roteamento mínima Por exemplo, o endereço de um único roteador Quando um roteador detecta que um host está usando uma rota não ótima, ele: 1. Envia uma mensagem Redirect, solicitando ao host que altere sua rota 2. Efetua o roteamento do datagrama original em direção ao seu destino 17

18 Redirect Solicitando Mudança de Rota Tipo (5) Código (0-12) Checksum Endereço IP do roteador Cabeçalho IP + primeiros 64 bits de Dados... Valor de Código Significado 0 Redirecione datagramas para a rede (obsoleto) 1 Redirecione datagramas para o host 2 Redirecione datagramas para o Tipo de Serviço e rede 3 Redirecione datagramas para o Tipo de Serviço e host 18

19 Solicitando Mudança de Rota Mensagens Redirect não resolvem todos os problemas de otimização de rotas Elas estão limitadas a interação entre um host e um roteador diretamente conectados R2 R3 R1 R5 R 1 escolhe a pior rota, erroneamente,... R4... mas R 5 nada pode fazer, pois não conhece o end. de R 1 19

20 Detectando Rotas Muito Longas, Laços Infinitos ou Timeouts de Fragmentação Quando um roteador descarta um datagrama porque 1. seu TTL chegou a zero, ou 2. porque ocorreu um timeout durante a espera por um fragmento ele envia uma mensagem Time Exceeded para o emissor do datagrama 20

21 Detectando Rotas Muito Longas, Laços Infinitos ou Timeouts de Fragmentação Time Exceeded Tipo (11) Código (0 ou 1) Checksum Inutilizado (preenchido com bits 0) Cabeçalho IP + primeiros 64 bits de Dados... Valor de Código Significado 0 TTL igual a zero 1 Temporizador de fragmentação expirado 21

22 Detectando Rotas Muito Longas, Laços Infinitos ou Timeouts de Fragmentação O aplicativo traceroute permite descobrir o caminho percorrido por um datagrama desde a origem até um determinado destino Pode ser usado para detectar falhas Roteadores intermediários que descartam datagramas, por exemplo Os atrasos entre a origem e os roteadores intermediários são reportados, permitindo determinar qual a contribuição destes para o atraso total até o destino 22

23 Detectando Rotas Muito Longas, Laços Infinitos ou Timeouts de Fragmentação Exemplo de execução do traceroute $ traceroute traceroute: Warning: has multiple addresses; using traceroute to ( ), 30 hops max, 38 byte packets ( ) ms ms ms 2 test1.iselect.tv ( ) ms ms ms 3 pal6-maltacom-2-mt.pal.seabone.net ( ) ms ms ms 4 nyc1-new2-racc1.new.seabone.net ( ) ms ms ms 5 exchange-cust1.ash.equinix.net ( ) ms ms ms 6 vlan200-msr1.dcn.yahoo.com ( ) ms ms ms 7 vl31.bas2-m.dcn.yahoo.com ( ) ms 8 vl47.bas1-m.dcn.yahoo.com ( ) ms ms 9 p21. ( ) ms ms ms 23

24 Detectando Rotas Muito Longas, Laços Infinitos ou Timeouts de Fragmentação Funcionamento do traceroute Nível de Transporte UDP Segmento UDP sonda... Nível de Rede IP... é encapsulado por um datagrama IP com TTL = 1... Segmento UDP Porta de origem Porta de destino Tamanho Checksum...e enviado para o roteador mais próximo do host 24

25 Detectando Rotas Muito Longas, Laços Infinitos ou Timeouts de Fragmentação TTL = 1 R1 TTL = 0 R2 R3 Time Exceeded TTL = 2 TTL = 1 R1 R2 TTL = 0 R3 Time Exceeded TTL = 3 Time Exceeded TTL = 2 TTL = 1 R1 R2 R3 TTL = 0 Time Exceeded Time Exceeded Time Exceeded TTL = 4 TTL =3 TTL =2 TTL =1 R1 R2 R3 Erro! Destination Unreachable Destination Unreachable Destination Unreachable Destination Unreachable 25

26 Reportando Outros Problemas Quando um host ou roteador se depara com problemas não cobertos pelas mensagens anteriores ele envia uma mensagem Parameter Problem para o emissor Uma possível causa para tais problemas ocorre quando argumentos para uma opção estão incorretos 26

27 Reportando Outros Problemas Parameter Problem Tipo (12) Código (0 ou 1) Checksum Ponteiro Inutilizado (preenchido com bits 0) Cabeçalho IP + primeiros 64 bits de Dados... O campo Ponteiro identifica no cabeçalho o octeto que causou o problema O código 1 é usado para reportar que uma opção necessária não foi posta no datagrama O Ponteiro não é usado para o código 1 27

28 Sincronizando Relógios e Estimando Atrasos Máquinas operam na Internet de maneira totalmente independente cada uma possui sua própria noção do tempo Alguns SW distribuídos, porém, requerem sincronização de relógios Uma das formas mais simples de se ter essa sincronização é a emissão de mensagens Timestamp Request e Timestamp Reply 28

29 Sincronizando Relógios e Estimando Atrasos Timestamp Request Tipo (13) Código (0) Checksum Identificador Número de Seqüência Marca de Tempo na Origem Marca de Tempo na Recepção Timestamp Reply Marca de Tempo na Transmissão Tipo (14) Código (0) Checksum Identificador Número de Seqüência Marca de Tempo na Origem Marca de Tempo na Recepção Marca de Tempo na Transmissão 29

30 Sincronizando Relógios e Estimando Timestamp Request Atrasos Marca de Tempo na Origem = Marca de Tempo na Origem = Timestamp Reply Marca de Tempo na Origem = Marca de Tempo na Origem = Marca de Tempo na Recepção = Marca de Tempo na Transmissão = Marca de Tempo na Recepção = Marca de Tempo na Transmissão =

31 Obtendo uma Máscara de Subrede Para aprender a máscara da subrede na qual está inserida, uma máquina 1. envia uma mensagem Address Mask Request para um roteador 2. Recebe uma mensagem Address Mask Reply do roteador contendo a máscara Tipo (17 ou 18) Código (0) Checksum Identificador Número de Seqüência Máscara da Subrede 31