Tecnologias de Rede. ARQUITETURA DE REDE Protocolos e Serviços

Transcrição

1 Protocolos e Serviços 1

2 PROTOCOLO TCP É uma linguagem usada na comunicação entre os dispositivos. Nas redes são utilizados diversos protocolos de comunicação com finalidades diversas. Um dos protocolos mais comuns utilizados nas redes modernas é o TCP/IP. O TCP/IP é originalmente usado na Internet e namaoria das redes. Vários protocolos podem estar envolvidos simultaneamente na mesma comunicação de dados. Por Exemplo, o protocolo Ethernet é encarregado do transporte de dados entre os computadores e dispositivos de uma rede. O TCP/IP opera em nível mais alto, permitindo que dados sejam transportados além de uma rede e chegando a qualquer computador que esteja ligado à Internet. O TCP é orientado a conexão. É um protocolo considerado confiável 2

3 TCP/IP (Transmission Control Protocol ) - Protocolo de Controle de Transmissão/Protocolo Internet. Tornou-se o protocolo padrão utilizado para interoperabilidade entre tipos diferentes de computadores. Essa interoperabilidade é uma das vantagens principais do TCP/IP pois além de definir que língua os computadores devem falar, deve-se ter em mente "como" estes computadores vão se interligar para trocar informações. 3

4 Comutação Comutação ou chaveamento em uma rede de comunicação refere-se a alocação de recursos da rede (linhas de transmissão) para a transmissão de informações entre os diversos hosts interconectados são responsáveis por encaminhar as mensagens através da sub-rede (fluxo de informações). 4

5 Comutação Alocação dos recursos da rede para a transmissão de dados. Três tipos: Circuito. Mensagem. Pacote. 5

6 Comutação de circuitos Sistemas Telefônicos Estabelece um circuito direto e fala-se diretamente com o destinatário. Vantagem Sempre terá taxa de transmissão disponível quando as estações se comunicarem. Desvantagem Se a comunicação no circuito não for constante e contínua, há desperdício do meio físico. O caminho pode ser um caminho físico, canais de frequência ou canais de tempo. 6

7 Comutação de Circuitos Comutador office Físico cobre 7

8 Comutação de Circuitos Pressupõe a existência de um caminho dedicado de comunicação entre as duas estações. A comutação de circuitos envolve três fases: Estabelecimento de conexão Transferência de informação Encerramento da conexão 8

9 Por Mensagem Não é estabelecido um caminho dedicado entre os equipamentos que desejam trocar informações. A mensagem que tem que ser enviada é transmitida a partir do equipamento de origem para o primeiro elemento de comutação, que armazena a mensagem e a transmite para o próximo elemento. Assim, a mensagem é transmitida pela rede até que o último elemento de comutação a entregue ao equipamento de destino. 9

10 Comutação de Mensagem Não é necessário um caminho dedicado. Mensagem recebe o endereço de destino e é transmitida de nó em nó. Em cada nó há roteamento com base no endereço. Ocorrência de filas de envio caminho ocupado e outras mensagens aguardando o envio. Vantagem Maior aproveitamento dos canais. Desvantagens Filas de envio podem ser muito grandes. Tamanho das mensagens pode ser muito grande. Caso algum nó perca a mensagem, é preciso transmiti-la toda de novo. 10

11 Comutação de Mensagem Um caminho pode estar ocupado c/ a transmissão de outras msgs; existe uma fila de espera e um buffer de armazenamento. Uma msg caminha de nó em nó pela rede utilizando apenas um canal por vez, sendo armazenada e retransmitida em cada nó (processo conhecido como store-and-forward) 11

12 Comutação de Mensagem 12

13 Comutação de Pacotes IP Frame Relay (Roteadores) Semelhante à comutação por mensagens, esta é dividida em pacotes de tamanho limitado. Todos os pacotes recebem o endereço de destino. Cada pacote pode seguir por um enlace diferente. Vantagens Melhor aproveitamento do canal. Se há perda de pacotes, envia-se de novo o que se perdeu e não tudo. 13

14 Comutação de Pacotes IP Frame Relay (Roteadores) Desvantagens Atraso de entrega dos pacotes é aleatório. É preciso mecanismos sofisticados de detecção de erros e perda de pacotes o que é lento. Pacotes sempre serão aceitos, mesmo com o congestionamento dos enlaces. 14

15 Comutação de Pacotes IP Frame Relay (Roteadores) 15

16 - Endereço IP É um endereço lógico, usado nas redes baseadas no protocolo TCP/IP. É formado por 4 bytes, que em decimal representam números entre 0 e 255. Não é um endereço físico, pois não fica gravado na ROM das placas e demais dispositivos de uma rede. É um endereço lógico, e pode ser alterado via software. 16

17 Uma das principais etapas da configuração de uma rede consiste em definir endereços IP para os computadores e demais dispositivos. Existem regras rígidas para a formação desses endereços. Endereços IP podem ser definidos de três formas: 17

18 1 - Automática O sistema operacional define o endereço a ser usado (APIPA) 2 - Manual O usuário, técnico ou administrador da rede define o endereço a ser usado 3 - Designado por um servidor O administrador configura o serviço DHCP para distribuição dinâmico de endereços 18

19 PROTOCOLO UDP - User Datagram Protocol Permite que a aplicação escreva um datagrama encapsulado num pacote IPv4 ou IPv6 para então ser enviado ao destino, mas não há qualquer tipo de garantia que o pacote irá chegar ou não. O protocolo UDP não é considerado confiável; É um protocolo de camada 4 (de transporte) no modelo OSI; É mais simples que o TCP, outro protocolo da camada 4. 19

20 PROTOCOLO UDP - User Datagram Protocol O protocolo UDP é simples se comparado ao TCP, então somente alguns protocolos utilizam o UDP para transporte de dados que são: TFTP (Trivial File Transfer Protocol); SNMP (Simple Network Management Protocol), DHCP (Dynamic Host Control Protocol), DNS (Domain Name Service). 20

21 PROTOCOLO UDP - User Datagram Protocol TFTP - É semelhante ao FTP porém sem confirmação de recebimento pelo destino ou reenvio. SNMP - É utilizado para configurar dispositivos como Switches ou roteadores e permite que estes enviem o seu status. O problema é que os hackers, utilizam este protocolo para obter informações sobre o sistema, como as tabelas de roteamento. DHCP - É utilizado na distribuição dinâmica dos endereços IP. DNS - Um tradutor dos nomes na rede onde cada IP pode ser correspondido com um nome. ICMP - Internet Control Message Protocol Assim como o TCP e UDP, o ICMP é um protocolo de controle que opera na camada 3 (Rede) do modelo OSI (junto com o protocolo IP). 21

22 PROTOCOLO UDP - User Datagram Protocol Utilizam o protocolo ICMP Ping Verifica a conectividade de nível IP com outro computador TCP/IP através do envio de mensagem de solicitação de eco de protocolo ICMP. Sintaxe: ping PING terra ( ): 56 data bytes 64 bytes from : icmp_seq=0 ttl=255 time=1,2 ms 64 bytes from : icmp_seq=1 ttl=255 time=1,8 ms 64 bytes from : icmp_seq=2 ttl=255 time=1,2 ms 64 bytes from : icmp_seq=3 ttl=255 time=1,8 ms 22

23 PROTOCOLO UDP - User Datagram Protocol Utilizam o protocolo ICMP TRACERT Traça uma rota desejada passando por todos os nós (roteadores) até o seu destino final: Sintaxe: Tracert google.com.br Rastreando a rota para google.com.br [ ] Com no máximo 3 saltos: 1 18 ms 9 ms 9 ms <1 <1 ms <1 ms ms <1 ms <1 ms

24 PROTOCOLO NetBEUI Ao contrário do IPX/SPX e do TPC/IP, o NetBEUI foi concebido para ser usado apenas em pequenas redes, por isso sempre foi um protocolo extremamente simples. Por um lado isto fez com que ele se tornasse bastante rápido e fosse considerado o mais rápido protocolo de rede durante muito tempo. Apenas as versões mais recentes do IPX/SPX e TCP/IP conseguiram superar o NetBEUI em velocidade. Foi criado pela IBM na década de 80 para ser utilizado no IBM PC Network Foi utilizado pela Microsoft nos sistemas operacionais Windows 95, 98, Workgroups, e NT 24

25 ARQUITETURA CLIENTE SERVIDOR O padrão de arquitetura Cliente/Servidor é um padrão muito utilizado nas mais diversas aplicações. O princípio básico de uma arquitetura Cliente/Servidor é a separação da arquitetura em duas partes distintas: O cliente é responsável pela interface com o usuário, sendo que o usuário poderá através desta interface solicitar a execução de serviços no servidor. O servidor trabalha em função destas solicitações do cliente, ou seja, ele é um simples executor de serviços solicitados. Pode-se dizer, de modo geral, que o cliente é a parte ativa, enquanto o servidor é a parte passiva 25

26 ARQUITETURA CLIENTE SERVIDOR Rede CLIENTE-SERVIDOR 26

27 ARQUITETURA CLIENTE SERVIDOR Alguns serviços Servidor Controlador de Domínio (DC) Servido de Firewall (Segurança) Servidor de Rede Servidor de Arquivos; Servidor de FTP (File Transfer Protocol) Servidor Web Servidor de impressão Servidor de Banco de Dados Servidor de Comunicação Outros Servidores 27

28 PROTOCOLO IPX/SPX É um protocolo proprietário desenvolvido pela Novell. É o protocolo nativo do Netware - sistema operacional cliente-servidor. IPX - Internetwork Packet Exchange SPX - Sequenced Packet Exchange Este protocolo fornece aos clientes serviços de compartilhamento de arquivos, impressão, comunicação, fax, segurança, funções de correio eletrônico, etc. O protocolo IPX/SPX não é orientado a conexão 28

29 PROTOCOLO AppleTalk é um conjunto de protocolos para redes desenvolvidos pela empresa Apple Computer. É um sistema de rede que está disponível em todos os computadores Macintosh ou simplesmente MAC e outros periféricos, particularmente impressoras LaserWriter operando a 230 Kbps além de muitos sistemas operacionais UNIX. O primeiro Macintosh (nome dos computadores pessoais fabricados e comercializados pela Apple Inc. desde janeiro de 1984) utilizava o conjunto de protocolos Apple Talk porém descontinuou a favor do protocolo TCP/IP. 29

30 PROTOCOLOS E SERVIÇOS TCP e UDP AD DHCP DNS TCP HTTP WINS FTP TELNET SMTP Active Directory Dynamic Host Configuration Protocol Domain Name Service Transmission Control Protocol Hypertext Transfer Protocol Windows Internet Name System File Transfer Protocol Protocolo de Login Remoto Simple Mail Transfer Protocol POP3 Post Office Protocol Versão 3 IP Internet Protocol 30

31 AD Active Directory É o serviço de diretórios do Windows 2000, 2003 e 2008 Server. Para quem conhece o NETWARE, o NDS é o seu serviço de diretórios o qual é semelhante ao AD. O AD armazena informações sobre os recursos da sua rede e capacita os usuários a localizar gerenciar e utilizar estes recursos de modo bem mais fácil. Fornece meios de organizar, gerenciar e controlar o acesso centralizado aos recursos de rede. 31

32 AD Active Directory O AD fornece os seguintes serviços Centralização do controle dos recursos Centralização e Descentralização do gerenciamento dos recursos Otimização do tráfego de rede Controle efetivo de contas de usuários Visão geral da infra-estrutura DNS DHCP WINS Favorece a administração das POLITICAS DE GRUPO 32

33 Esquema - AD Active Directory 33

34 Algumas formas (Simbologias) utilizadas pelo AD 34

35 DHCP - Dynamic Host Configuration Protocol É um protocolo/serviço IP que visa simplificar a administração da configuração IP na rede. O DHCP permite que se utilize servidores para controlar a alocação dinâmica dos endereços e a configuração de outros parâmetros TCP/IP nos clientes DHCP. Por que utilizar o DHCP? Nas redes TCP/IP, o DHCP reduz a complexidade do trabalho administrativo de reconfigurar os computadores cliente. Para entender por que o DHCP é útil para configurar clientes TCP/IP, é importante comparar a configuração manual do TCP/IP com a configuração automática do DHCP. 35

36 Configuração manual do IP Ao configurar manualmente os cliente com parâmetros de endereço IP, máscara de sub-rede e gateway padrão, pode ocorrer erros de digitação que provavelmente gerarão problemas de comunicação ou inconsistências associadas à duplicação de IP na rede. Por outro lado, ocorre uma sobrecarga administrativa nas redes quando os computadores são movidos com freqüência de uma sub-rede para outra. Além disso, quando é preciso trocar um valor IP para vários clientes, é preciso atualizar a configuração IP individualmente em cada cliente. 36

37 Configuração automática do DHCP Quando se configura um servidor DHCP para oferecer suporte a clientes DHCP, ele automaticamente fornece informações de configuração IP aos clientes DHCP e também garante que os clientes da rede utilizem a configuração correta. Se precisar realizar modificações na configuração IP dos clientes, essa tarefa será realizada uma única vez no servidor DHCP e esse disponibilizará automaticamente as novas configurações para o cliente. Para assumir as novas configurações os clientes deverão ser reinicializados os executados comandos de renovação de IP 37

38 Processo de distribuição automática do DHCP 38

39 Processo de distribuição automática do DHCP A concessão de IP é o tempo no qual um cliente DHCP pode utilizar uma configuração dinamicamente atribuída de IP. Antes da expiração do tempo de concessão, o cliente deve renová-lo ou obter uma nova concessão do DHCP. Atribuição de endereços IP O DHCP administra a atribuição e a liberação da configuração IP concedendo a configuração IP ao cliente. O estado de concessão do DHCP depende do tempo que o cliente pode utilizar os dados da configuração IP antes de liberá-la e depois de atualizar os dados. O processo de atribuir a configuração IP é conhecido como Processo de Geração de Concessão DHCP, e o processo de renovar os dados da configuração IP é conhecido como Processo de Renovação de Concessão de DHCP. 39

40 Escopo DHCP Um escopo é um intervalo de endereços IP válidos disponíveis para atribuir aos computadores cliente em uma sub-rede em particular. Você pode configurar um escopo no servidor DHCP para determinar o grupo de endereços IP que esse servidor atribuirá aos clientes. Os escopos determinam os endereços IP atribuídos aos clientes. Você deve definir e ativar um escopo antes que os clientes possam usar o Servidor DHCP para uma configuração dinâmica de TCP/IP. Da mesma forma, pode-se configurar tantos escopos quanto forem necessários no servidor DHCP para seu ambiente de rede. 40

41 Escopo DHCP Características ID de Rede: Nome da identificação da Rede para o intervalo de endereços IP Máscara de sub-rede: Máscara de sub-rede atribuída à Rede Intervalo de endereço IP: É o intervalo de endereços IP a serem disponibilizados para distribuição aos clientes. Duração de concessão: É o período de tempo de concessão que o Servidor DHCP atribui ao endereço do cliente. Ao final poderá ser renovado ou não. Roteador: É o endereço do Gateway padrão Nome do escopo: É o nome identificador para fins administrativos Intervalo de exclusão: O intervalo de endereços IP excluídos da atribuição. 41

42 Escopo DHCP 42

43 DNS - Sistema de Nomes de Domínio É sistema utilizado para resolver nomes de computadores (home de host) para endereços IP e vice-versa. Toda comunicação entre computadores (um site é hospedado em um computador) sempre é realizada através do ENDEREÇO IP do computador (host) e não através do seu NOME. Porém quando acessamos um SITE na Internet digitamos o nome de domínio do site e não o ENDEREÇO IP. Ou então quando vamos localizar um computador dentro da rede da empresa, iniciamos a comunicação através do nome do computador e não pelo seu endereço IP. 43

44 DNS - Sistema de Nomes de Domínio Os nomes de domínio ( e os nomes tipo HOST (nomes dos computadores nos Sistemas Operacionais Windows 7, 2008, 2003, XP, Vista e 2000) utilizam o servidor DNS como método automático de resolução de nomes. O DNS pode ser considerado um banco de dados hierárquico distribuído que mapeia nomes de hosts DNS e endereços IP. O DNS permite a localização de computadores e serviços usando nomes alfanuméricos mais fáceis de lembrar. O DNS também permite a localização de serviços de rede, como Servidores de e Controladores de Domínio no Active Directory. 44

45 DNS - Sistema de Nomes de Domínio 45

46 Características do DNS É utilizado por toda a Internet para fornecer resolução de nomes para sites que se deseja localizar É também utilizado nas redes de computadores com nome tipo host É um banco de dados distribuído que fornece resolução de nomes para endereços IP e vice-versa No banco de dados DNS ficam armazenados os registros referentes ao nome do HOST associado ao seu ENDEREÇO IP. Estes registros estão localizados em uma ZONA DNS FQDN Fully Qualified Domain Name (Nome de Domínio Totalmente Qualificado). Poderá ou não ser configurado durante a promoção do servidor CONTROLADOR DE DOMÍNIO 46

47 Domínio O serviço DNS comporta-se como uma base de dados com informação sobre os nós da rede TCP, sendo essa informação organizada em domínios. Domínio é a unidade central da estrutura lógica no A.D. Todo domínio é formado por um conjunto de computadores que fazem parte do mesmo diretório. Todo domínio tem um nome (não pode se repetir). O domínio contém as contas e grupos de usuários. FQDN Fully Qualified Domain Name (Nome de Domínio Totalmente Qualificado). Representa a relação exata de um host para o seu domínio. O DNS usa o FQDN para resolver um nome de host para o endereço IP. Por exemplo. Nome do domínio: abcd.com.br Nome do computador: pc010 O FQDN deste computador será: pc010.abcd.com.br 47

48 ARQUITETURA INTERNET Internet: Termo utilizado para descrever uma rede onde tudo se pode e tudo se consegue. A popularização da internet se deve à larga utilização por usuários com ou sem experiência na área de informática. Trouxe a todas as áreas a possibilidade de compartilhar conhecimento e muito mais Mesmo os que não estão adaptados ao mundo da informática são capazes de diferenciar e entender alguns dos termos utilizados pelos programas especializados

49 ARQUITETURA INTERNET 1 Internet 2 internet 3 Intranet 4 Extranet 5 Internet 2 (Internet Comunidade acadêmica) 6 WWW (World Wide Web) 7 URL (Uniforme Resource Locator)

50 1 Internet Diferença entre Internet e internet A diferença é sutil e é essencial que se faça a distinção entre as funcionalidades das duas palavras e/ou redes. A Internet com I maiúsculo refere-se à rede que começou sua vida, como a ARPANET, e continua como a confederação de todas as redes TCP/IP interligadas direta ou indiretamente. São as redes interligadas como os backbones TCP/IP comerciais Norte-americanos, Brasileiros, Europeus, Redes TCP/IP regionais, governamentais, sendo todas interconectadas por cirguitos digitais de alta velocidade.

51 ARQUITETURA INTERNET Diferença entre Internet e internet A internet com a inicial i minúscula é simplesmente qualquer rede feita por múltiplas redes menores, usando o mesmo protocolo de comunicação. Uma internet não precisa obrigatoriamente estar conectada à Internet, nem necessita usar o TCP/IP como protocolo de comunicação. Existem ainda internets isoladas de corporações conhecidas como Intranets ou Extranets.

52 ARQUITETURA INTERNET Rede de propriedade privada construída sobre a arquitetura TCP/IP, que disponibiliza os mesmos serviços de comunicação da rede mundial Internet. Utiliza os protocolos da família TCP/IP e oferece serviços similares aos da Internet, tais como servidor de páginas (IIS, Apache,...), servidor DNS, servidor de . Uma rede Intranet não tem necessariamente relação com a Internet, pois seus serviços são acessíveis apenas por funcionários com acesso à rede local interna.

53 ARQUITETURA INTERNET Extranet Rede geograficamente distribuída (WAN) através da internet. Sua construção utiliza enlaces de comunicação privadas e protocolos de comunicação TCP/IP. Inter net Extra net TCP/I P Intran et Oferece serviços similares à rede Internet e são geralmente usadas pelas corporações para interligar várias sedes que utilizam Intranets.

54 ARQUITETURA INTERNET Internet É uma iniciativa norte-americana voltada ao desenvolvimento de tecnologias e aplicações avançadas de redes Internet para a comunidade acadêmica e de pesquisa, agências do governo e da indústria. O projeto tem como objetivo o desenvolvimento de novas aplicações tais como a telemedicina, a disponibilização de bibliotecas digitais, laboratórios virtuais, ensino à distância e outros projetos que ainda não são viáveis com a tecnologia Internet. No Brasil a Internet 2 utiliza a RMAV (Redes Metropolitanas de Alta Velocidade) que são interligadas pela RNP (Rede Nacional de Ensino e Pesquisa) Velocidade inicial da rede 155Mbps (

55 ARQUITETURA INTERNET WWW (Wold Wide Web) É o principal serviço da Internet, ou seja, é a parte multimídia da rede. É na Web que se lê jornais eletrônicos, faz-se compras virtuais, consulta bancos de dados. Permite ainda que usuários acessem diversos documentos por meio dos hiperlink disponíveis nas páginas escritas em HTML (Linguagem de desenvolvimento de páginas estáticas). A Web funciona basicamente com dois tipos de programas. São os programas clientes e os servidores.

56 ARQUITETURA INTERNET Programas Cliente e Servidor Cliente é o programa utilizado pelos usuários para manipular as páginas apresentadas pelo navegador (browser), como por exemplo: Internet explorer, netscape e mozila. Servidor é o responsável por armazenar e permitir o acesso ao conteúdo da rede. O que o navegador faz é requisitar uma arquivo para um servidor e se a informação pedida realmente estiver armazenada naquele servidor, o pedido será enviado de volta e mostrado na tela do navegador após ter sido interpretada. A informação na web é organizada na forma de páginas, que podem conter textos, imagens, sons e mais recentemente, pequenos programas, tais como applets.

57 ARQUITETURA INTERNET URL (Uniform Resource Locator) - Localizador de Recursos Universal Cada endereço aponta para um determinado lugar e só para aquele lugar, de modo que, para ver alguma informação, basta saber o endereço, ou seja, a sua URL. Ex: Digamos que seja necessário acessar a página para obter informações sobre os cursos de redes. Itens que compõem uma URL A primeira parte da URL refere-se ao protocolo ao qual se pretende realizar a conexão. O protocolo HTTP (Hypertext Transfer Protocol) é quem informa ao navegador como conversar com o servidor que possui a página requerida. Ao vir o protocolo HTTP significa que você estará navegando pelas páginas na Internet. Além do protocolo HTTP,existem muitos outros protocolos, tais como o FTP e o HTTPS.

58 ARQUITETURA INTERNET A segunda parte da URL trata do nome do servidor ao qual se pretende recuperar o recurso desejado, onde no exemplo anterior, é a página que contém a relação dos cursos de redes. Essa parte do endereço indica onde na Internet procurar o arquivo html desejado. Os servidores da Web geralmente começam por www, os servidores FTP por ftp e assim por diante, más esses nomes podem mudar de acordo com a filosofia que está criada: A segunda palavra indica o nome da empresa ou instituição à qual o recurso pertence, que no exemplo anterio é:

59 ARQUITETURA INTERNET A terceira parte do nome do servidor indica a finalidade do servidor, segundo os padrões de internet regulamentados pela IANA. A maioria dos servidores possui como terceira parte a palavra com. Ela identifica o servidor como comercial. gov para governamental org para instituições não comerciais net para redes outros A quarta parte do nome do servidor indica o nome do país onde o servidor se localiza. No caso de não existir o pais onde se localiza o servidor, pode ser considerado internacional ou localizado nos EUA. No caso do Brasil, o nome de um domínio termina com br

60 ARQUITETURA INTERNET Diretório Os servidores são como os computadores pessoais. É no diretório que está localizado o arquivo (ou página) no servidor. Estão organizados em diretórios (ou pastas), logo é necessário dizer em que diretório está o arquivo procurado. No exemplo o diretório chama-se /cursos/. Nome do arquivo Para concluir a questão da URL, o arquivo a ser encontrado segue os mesmo parâmetros dos arquivos de um computador pessoal, ou seja, letras, números separados por ponto. Como no computador pessoal os arquivos têm extensões e na Internet é a extensão que identifica o tipo de arquivo que está sendo transferido. Os arquivos texto que contêm formatação possuem extensão.htm ou.html, enquanto as imagens têm extensão.gif, jpg ou.jpeg. A página do exemplo dado chama-se redes.html.