Redes de Computadores

Transcrição

1 Redes de Computadores Redes de Computadores Nível de Rede Redes de Computadores 2 1

2 Nível de Rede Internet Nível de Rede na Internet O ambiente inter-redes: hosts conectados a redes redes interligam-se por gateways: redes variam de redes locais a redes de grande porte Redes de Computadores 3 Nível de Rede na Internet Redes de Computadores 4 2

3 Protocolo IP - características: serviço de datagrama não confiável - não há reconhecimento de dados fragmentação e remontagem de pacotes não há controle de erro sobre os dados: somente sobre o cabeçalho do pacote de rede não há controle de fluxo endereçamento hierárquico roteamento adaptativo distribuídos nos gateways Redes de Computadores 5 Endereçamento IP 32 bits dividido em parte de rede e host dentro da rede endereços de rede distribuídos pelo NIC (Network Information Center) - endereços de hosts na rede decididos localmente Redes de Computadores 6 3

4 Endereçamento IP Redes de Computadores 7 Endereçamento IP número de hosts por rede nas diferentes classes de endereços Redes de Computadores 8 4

5 Endereçamento IP hosts em uma rede tem mesmo prefixo de rede: end. Hierárquico host conectado a mais de uma rede: multi-homed host - tem dois endereços IP - não realiza roteamento Redes de Computadores 9 Roteadores tem 2 ou mais endereços - um para cada interface de rede Redes de Computadores 10 5

6 Roteamento: tabela nos gateways: informa próximo roteador apropriado para rede destino (next hop) Redes de Computadores 11 Roteamento: conteúdo das tabelas nos gateways Redes de Computadores 12 6

7 Procedimento de Roteamento em cada Gateway: pega endereço IP destino do pacote -> Dest se rede(dest) == rede ligada diretamente ao Gateway então mapeia o endereço IP para endereço de enlace coloca pacote em um frame de enlace envia senão para cada entrada na tabela de roteamento testa se ( (Dest & Mascara) == rede(entradanatabela) ) então pega o endereço do próximo roteador na entrada da tabela mapeia o endereço IP para endereço de enlace coloca pacote em um frame de enlace envia Fonte e destino no pacote IP permanecem os mesmos, muda o endereço de enlace do destino (endereço MAC) Mapeamento de Endereço IP para Endereço de Enlace: ARP - Address Resolution Protocol Redes de Computadores 13 Protocolo IPv4 - Cabeçalho Redes de Computadores 14 7

8 Nível de Rede na Internet Redes de Computadores 15 Campos no cabeçalho do IPv4: versão: sempre 4 TOS (Type of Service): minimizar atrazo, maximizar transferência total, maximizar confiabilidade, minimizar custo raramente utilizado - implementado identifier: identificador diferente para cada pacote TTL: Time To Live: inicializado em 64 - decrementado em cada roteador - quando chega a zero descarta pacote - evita loops protocol: informa o protocolo de nível superior contido nos dados. Eg.: TCP=6, UDP=17 header checksum: soma de palavras de 16 bits usando complemento de um IP source and destination addres : permanecem intactos durante roteamento (somente os endereços de enlace são manipulados nos roteadores) Redes de Computadores 16 8

9 Fragmentação e Remontagem de pacotes protocolo de enlace pode limitar o tamanho de frames < 65,536 bytes pacote de transporte pode ser muito grande para mandar em um único pacote IP Separar a unidade de dados de transporte em fragmentos cada fragmento torna-se um pacote IP (não é problema para roteadores) cada fragmento tem mesmo identificador, endereço fonte e destino o fragment-offset indica o deslocamento dos dados dentro do pacote original flag more fragments : 0 se último fragmentos remontados somente no destino final do not fragment bit: sinaliza conteúdo que não pode ser separado - roteador manda mensagem de erro se ele tem que fragmentar e não pode Redes de Computadores 17 Opções do IP: gravar a rota - traceroute; gravar timestamps ao longo da rota; loose source routing - fonte manda informações de alguns nodos a passar; strict source routing - fonte manda informações estritas da rota a ser seguida processamento em caso de fragmentação opção COPY: copiar ou não copiar campo opções para os fragmentos source route: copiar record route: rotas diversas - copiar só para um Redes de Computadores 18 9

10 Nível de Rede na Internet - ARP Mapeamento de Endereço IP para Endereço de Enlace esquema de vinculação dinâmica resolução de endereço >>> Adress Resolution Protocol (ARP) Procedimento implementado pelo ARP estação tem endereço IP do destinatário na mesma rede e deseja achar o endereço de enlace manda pacote em difusão na rede local perguntando qual a estação da rede que tem aquele endereço IP todas estações escutam somente a estação com o endereço de rede informado responde com seu endereço de enlace originador guarda mapeamento endereço Rede -> endereço enlace em um cache outras estações descartam os pacotes próximos pacotes enviados do originador para o destinatário não serão mais por difusão Redes de Computadores 19 Nível de Rede na Internet - RARP Mapeamento de Endereço de Enlace para Endereço IP >>> Reverse Adress Resolution Protocol (RARP) Usado para determinar endereço IP de estações sem disco durante o boot Procedimento implementado pelo RARP endereços MAC são únicos e permanentes host envia por difusão na rede local um pedido RARP informando seu endereço MAC e perguntando pelo seu endereço IP um Servidor RARP na rede local responde ao pedido, informando o endereço IP associado ao MAC originador grava seu IP demais estações descartam pacote vários servidores por rede são desejados para maior confiabilidade servidor implementa tabela de mapeamento MAC - > IP para a rede local onde está conectado Redes de Computadores 20 10

11 Nível de Rede na Internet - Limitações Crescimento da rede 10 bilhões de pessoas em 2020 cada pessoa tendo mais de um computador assumindo-se 100 computadores por pessoa --> 10e12 computadores assumindo-se várias interfaces por nodo e vários endereços por interface: existem estimativas de 10e10 a 10e12 endereços por host margem de segurança -> 10e15 endereços por host requisitos de aproximadamente 10e9 redes desejável: 10e12 a 10e15 redes Redes de Computadores 21 Nível de Rede na Internet - IPv6 Endereçamento IPv4 não será capaz de suportar Protocolo IPv6 endereços de 128 bits: 2e120 = 3.4 * 10e38 endereços 665 * 10e21 endereços por m2 da superfície da terra expectativa de suportar roteamento: 8 * 10e17 a 2*10e33 endereços 8 * 10e17 -> endereços por m2 da superfície da terra Redes de Computadores 22 11

12 Nível de Rede na Internet - IPv6 Redes de Computadores 23 Nível de Rede na Internet - IPv6 IPv4 vs IPv vs 1975 IPv6 tem somente o dobro de cabeçalho do IPv4 somente número de versão continua com mesmo lugar e significado removidos: tamanho do cabeçalho, tipo de serviço, identificação, flags, deslocamento do fragmento, checksum do cabeçalho protocol type trocado por next header ttl representado por hop limit adicionado: prioridade todos os campos de tamanho fixo não há campos opcionais 8 bits para hop-limit = 255 máximo Redes de Computadores 24 12