ARP. Tabela ARP construída automaticamente. Contém endereço IP, endereço MAC e TTL

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1 ARP Protocolo de resolução de endereços (Address Resolution Protocol) Descrito na RFC 826 Faz a tradução de endereços IP para endereços MAC da maioria das redes IEEE 802 Executado dentro da sub-rede Cada nó (estação ou roteador) possui uma tabela ARP Contém endereço IP, endereço MAC e TTL Tabela ARP construída automaticamente

2 ARP Nó origem consulta a sua tabela ARP Se o nó destino não consta da tabela Nó origem envia um ARP Query em difusão Nó destino responde diretamente ao nó origem com um ARP Reply Nó origem entra com o registro na tabela Nó origem define o TTL Se o nó destino consta da tabela Extrai o endereço MAC

3 ARP - roteamento para outra LAN Exemplo com duas LANs (fonte: Kurose) A R B

4 ARP - roteamento para outra LAN A cria o datagrama com endereço IP fonte A e destino B A consulta a tabela de roteamento e obtém R como próximo salto A usa o ARP para obter o endereço MAC de R A cria um quadro com endereço MAC de destino R e o datagrama de A para B na carga útil Adaptador de A envia o quadro para R Adaptador de R recebe o quadro

5 ARP - roteamento para outra LAN R remove o datagrama IP do quadro Ethernet e verifica que é destinado a B R consulta a tabela de roteamento R usa o ARP para obter o endereço MAC de B R cria o quadro contendo o datagrama de A para B Adaptador de R envia o quadro para B Adaptador de B recebe o quadro

6 DHCP Protocolo de configuração dinâmica de hospedeiros (Dynamic Host Configuration Protocol) Descrito nas RFCs 2131 e 2132 Protocolo de rede Permite que um hospedeiro obtenha Endereço IP Máscara da sub-rede Endereço do roteador do primeiro salto Endereço do servidor DNS local

7 DHCP Protocolo cliente-servidor Cada sub-rede possui um servidor DHCP ou um agente de retransmissão (relay) que repassa um pedido para um servidor DHCP

8 DHCP Dividido em quatro etapas Descoberta de servidor DHCP Hospedeiro envia uma mensagem de descoberta DHCP Monta um datagrama UDP com a porta de destino 67, endereço de destino (difusão IP), porta fonte 68 e endereço fonte (este hospedeiro) Envia para a sub-rede através do endereço MAC FF- FF-FF-FF (difusão) Mensagem contém um identificador

9 DHCP Dividido em quatro etapas (cont.) Oferta(s) do(s) servidor(es) DHCP Servidor(es) envia(m) uma mensagem de oferta DHCP Cada mensagem contém Identificador da mensagem de descoberta Endereço IP proposto Máscara de rede Requisição DHCP Tempo de aluguel do endereço Cliente escolhe uma oferta e responde com uma mensagem de requisição DHCP que contém os parâmetros de configuração DHCP ACK Servidor responde com uma mensagem DHCP ACK confirmando os parâmetros

10 Exemplos de rede com DHCP (fonte: Kurose) A DHCP server B E arriving DHCP client needs address in this network

11 Exemplos de rede com DHCP (fonte: Kurose) DHCP server: DHCP discover src : , 68 dest.: ,67 yiaddr: transaction ID: 654 arriving client time DHCP request DHCP offer src: , 68 dest:: , 67 yiaddrr: transaction ID: 655 Lifetime: 3600 secs src: , 67 dest: , 68 yiaddrr: transaction ID: 654 Lifetime: 3600 secs DHCP ACK src: , 67 dest: , 68 yiaddrr: transaction ID: 655 Lifetime: 3600 secs

12 DHCP Exemplo de operação do DHCP com retransmissão (fonte: Tanenbaum)

13 DHCP Cliente pode renovar o aluguel antes do mesmo expirar

14 Elementos de interconexão Repetidor Nível físico Tem um número pequeno de interfaces Recebe, conforma (recupera a forma do sinal original), amplifica e retransmite os bits de uma interface para todas as outras

15 Elementos de interconexão Hub Nível físico É um repetidor Repete os bits de uma porta para todas as outras Segmentos da rede formam um único domínio de colisão Domínio de colisão é uma única rede com CSMA/CD na qual haverá colisão se duas ou mais estações da rede transmitirem ao mesmo tempo Geralmente não pode conectar segmentos da rede operando em diferentes taxas Esse caso poderia ser implementado usando dois hubs que operam em velocidades diferentes conectados internamente por um comutador de duas portas

16 Elementos de interconexão Ponte (bridge) Nível enlace Tem um pequeno número de interfaces Usam o endereço MAC de destino para encaminhar e filtrar quadros Cada segmento de rede é um domínio de colisão separado Pode conectar segmentos de rede operando em diferentes taxas Pode conectar segmentos de rede diferentes Pode usar o CSMA/CD como se fosse uma estação Ex.: Ligação com uma rede Ethernet

17 Elementos de interconexão Ponte (bridge) Conceitos Filtragem Capacidade da ponte decidir se um quadro será repassado para alguma interface ou descartado Repasse Capacidade de determinar as interfaces para as quais um quadro deve ser repassado e fazê-lo

18 Elementos de interconexão Ponte (bridge) Tabela de comutação usada no repasse Se o endereço de destino está na tabela e a interface não é a mesma de onde veio, transmite para a interface correspondente Se o endereço de destino está na tabela e a interface é a mesma de onde veio, descarta Se o endereço de destino não está na tabela, transmite em todas as interfaces exceto a interface de onde veio

19 Elementos de interconexão Ponte (bridge) Possui a característica de aprendizagem automática Construção automática da tabela de comutação Cada quadro que passa pela ponte é examinado e são colocados na tabela o endereço fonte, a interface de onde veio o quadro e o tempo do registro na tabela Registros expiram Ex.: Pode-se trocar uma estação de lugar

20 Elementos de interconexão Comutador Nível enlace Pontes de alto desempenho e múltiplas interfaces Tem um maior número de interfaces Atualmente a maioria é utilizada para acesso dedicado Uma única estação por domínio de colisão Usam o endereço MAC de destino para encaminhar e filtrar quadros Cada segmento de rede é um domínio de colisão separado Pode conectar segmentos de rede operando em diferentes taxas Pode conectar segmentos de rede diferentes

21 Elementos de interconexão Comutador Pode trabalhar em full-duplex Comutação de quadros Quadro sempre é expedido pela mesma saída, decidida uma vez por todas quando da aceitação de trocar dados

22 Elementos de interconexão Roteador Nível rede Roteamento de pacote Endereço do destinatário Escolha da melhor saída no momento da decisão

23 Elementos de interconexão Elementos (fonte: Tanenbaum)

24 Elementos de interconexão Hub, ponte e comutador (fonte: Tanenbaum)

25 VLAN Rede local virtual (Virtual LAN) Objetivo Segmentar logicamente uma rede local física em várias redes com diferentes domínios de difusão Solução alternativa ao uso de roteadores

26 VLAN Exemplo de uso Antes das VLANs já havia a necessidade de organização da rede considerando departamentos/setores

27 VLAN Exemplo de configuração sem VLANs (fonte: Kurose) Ciência da Computação Engenharia Elétrica Engenharia da Computação

28 VLAN Configuração sem VLANs Desvantagens Falta de isolamento de tráfego Único domínio de difusão Uso ineficiente de comutadores Cada comutador de nível mais baixo pode ter apenas algumas portas em uso Dificuldade no gerenciamento de usuários Mudanças de usuários de um departamento para outro exigem mudanças físicas (cabeamento)

29 VLAN Pode ser baseada em Porta (do comutador) Endereço MAC Tipo de protocolo Endereço IP Informações das camadas superiores Aplicação ou serviço Apresentação supõe VLANs baseadas em portas

30 VLAN Exemplo de VLANs baseadas em portas (fonte: Kurose) Engenharia Elétrica (VLAN portas 1-8) Ciência da Computação (VLAN portas 9-15)

31 VLAN baseada em porta Provê isolamento de tráfego Quadros de portas de uma VLAN só podem alcançar as portas da mesma VLAN Inclusão dinâmica Portas podem ser atribuídas dinamicamente entre VLANs Encaminhamento entre VLANs Feito por roteamento Vendedores oferecem uma combinação de comutador e roteador

32 Interconexão de comutadores Pode haver a necessidade de VLANs abrangerem mais de um comutador interligação entre os comutadores Duas formas de interligação Via cabos ligados a portas comuns Via entroncamento

33 Interconexão de comutadores Via cabos ligados a portas comuns Define-se uma porta como pertencente a uma VLAN em cada comutador Interligam-se essas portas através de cabos Exige n portas em cada comutador para conectar n VLANs solução não escalável

34 Interconexão de comutadores Exemplo de VLANs sem entroncamento (adaptado de Kurose) Engenharia Elétrica (VLAN portas 1-8) Ciência da Computação (VLAN portas 9-16) Engenharia Elétrica (VLAN portas 2-8, 16) Ciência da Computação (VLAN portas 1, 9-15)

35 Interconexão de comutadores Entroncamento de VLANs Porta especial em cada comutador configurada como porta de tronco Pertence a todas as VLANs

36 Interconexão de comutadores Exemplo de VLANs com entroncamento (fonte: Kurose) Engenharia Elétrica (VLAN portas 1-8) Ciência da Computação (VLAN portas 9-15) Portas 2,3,5 pertencem a EE VLAN Portas 4,6,7,8 pertencem a CS VLAN

37 IEEE 802.1Q Define VLANs das camadas 1 e 2 Modifica o formato do quadro Ethernet Campos de VLAN podem ser Adicionados pelo comutador no lado do envio do tronco Removidos no lado de recebimento do tronco Adicionados/removidos pelos hospedeiros Placa de rede com suporte ao padrão

38 Quadro IEEE 802.1Q Formato do quadro IEEE 802.1Q (fonte: Kurose)

39 Quadro IEEE 802.1Q Preâmbulo Endereços de destino e de origem Identificador de protocolo de VLAN (16 bits) Valor 0x8100 Informação de controle de etiqueta (16 bits) Prioridade (3 bits) Indicador de formato canônico (1 bit) Identificador de VLAN (12 bits) Tipo Dados CRC

40 IEEE 802.1Q Ethernet clássica e Ethernet com VLAN (fonte: Tanenbaum)

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