Protocolos da Arquitetura TCP/IP

Transcrição

1 Fundamentos de s - Curso Superior de Tecnologia em s de Computadores, 2014 Prof. M. e Maurício Severich SENAI / FATESG 1

2 O que é protocolo? protocolos humanos: que horas são? gostaria de saber... Apresentações, cerimônias mensagens específicas enviadas... ações específicas tomadas ao receber mensagens, ou em outros eventos O que é protocolo? Por que usar? Arquiteturas em 2

3 O que é protocolo? protocolos de rede: para máquinas! Define formato, ordem de mensagens transmitidas entre entidades de rede, e ações tomadas ao enviar ou receber uma mensagem; Internet é governada por protocolos! O que é protocolo? Por que usar? Arquiteturas em 3

4 Por que usar? s são muito complexas; Sistema complexo divisão e conquista Estrutura explícita permite: identificação e relações entre componentes; Modularização facilita manutenção; Será que temos somente vantagens? O que é protocolo? Por que usar? Arquiteturas em 4

5 Arquiteturas em Usuário transmite Dados c7 c6 c7 c5 c6 c7 c4 c5 c6 c7 c3 c4 c5 c6 c7 c2 c3 c4 c5 c6 c7 c1 c2 c3 c4 c5 c6 c7 Dados Dados Dados Dados Dados Dados Dados Apresentação Sessão Cabeçalhos Dados Modelo OSI Objetos Mensagem ou fluxo Segmento / Datagrama de usuário Datagrama IP Quadro O que é protocolo? Por que usar? Arquiteturas em 5

6 - Principais atribuições Prover os meios mecânicos, elétricos, funcionais; Voltagem, corrente, frequência; Procedimentos necessários para se ativar, manter e desativar conexões físicas. Principais atribuições 6

7 - Principais características Também denominada: enlace de dados, acesso a rede e interface de rede; Estabelecer, manter e encerrar conexões de enlace entre entidades de rede; Primeira camada a tratar unidades de dados (quadros); Notificação de erros; Controle de link lógico (LLC); Controle de acesso ao meio físico (MAC). Principais funções Protocolo Ethernet MAC: Controle de acesso ao meio Quadro Ethernet Ethernet comutada VLAN Tipos de VLAN Quadro IEEE 802.1Q Do para 7

8 - Protocolo Ethernet Esboço de Robert (Bob) Metcalfe Principais funções Protocolo Ethernet MAC: Controle de acesso ao meio Quadro Ethernet Ethernet comutada VLAN Tipos de VLAN Quadro IEEE 802.1Q Do para 8

9 - MAC: Controle de acesso ao meio CSMA/CD: Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection. Principais funções Protocolo Ethernet MAC: Controle de acesso ao meio Quadro Ethernet Ethernet comutada VLAN CSMA/CA: Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance. Tipos de VLAN Quadro IEEE 802.1Q Do para 9

10 - Quadro Ethernet 48 bits Endereço Destinatário 48 bits Endereço Remetente 16 bits Tipo Bytes Dados 32 bits Seqüência de verificação de quadro (FCS) Considere ainda mais 8 bytes: 7 bytes para o preâmbulo ( ); 1 byte para delimitador de inicio de quadro (SFD) ( ); Campo Tipo indica qual protocolo está encapsulado na área de dados do quadro. 0x0800: Protocolo IPv4 0x0806: Protocolo de Resolução de Endereço (ARP) 0x8100: IEEE 802.1Q (VLAN tagged frame) Principais funções Protocolo Ethernet MAC: Controle de acesso ao meio Quadro Ethernet Ethernet comutada VLAN Tipos de VLAN Quadro IEEE 802.1Q Do para 10

11 - Ethernet comutada Métodos clássicos para comutação A operação do switch é baseada no endereço MAC do destino; Método Cut-through: Corta os 48 bits iniciais para obter o MAC; Encaminha para porta associada ao endereço. Método Store and forward: Armazena todo o quadro; Verifica a integridade do quadro (FCS); Encaminha para porta de destino somente os quadros válidos. Método Adaptativo: seleciona método conforme condição da rede; Principais funções Protocolo Ethernet MAC: Controle de acesso ao meio Quadro Ethernet Ethernet comutada VLAN Tipos de VLAN Quadro IEEE 802.1Q Do para 11

12 - Virtual Local Area Network VLAN permite criar arranjos de rede baseados na necessidade do usuário e não na localização de componentes. Esses arranjos são estabelecidos de forma lógica, isto é, são configurados ou executados por algum software. Principais aplicações: grupos de trabalho, segurança e desempenho Se equipamento com este recurso já está disponível solução de baixo custo! Principais funções Protocolo Ethernet MAC: Controle de acesso ao meio Quadro Ethernet Ethernet comutada VLAN Tipos de VLAN Quadro IEEE 802.1Q Do para 12

13 - Tipos de VLAN Baseadas em porta Baseadas em MAC Baseadas em protocolo Inspeção de pacote IEEE 802.1Q - Tagged VLAN Principais funções Protocolo Ethernet MAC: Controle de acesso ao meio Quadro Ethernet Ethernet comutada VLAN Tipos de VLAN Quadro IEEE 802.1Q Do para 13

14 - Quadro IEEE 802.1Q 48 bits 48 bits 32 bits 16 bits Bytes 32 bits Endereço Destinatário Endereço Remetente Q TPID TCI PCP CFI VID Tipo Dados Seqüência de verificação de quadro (FCS) Tag Protocol Identifier (TPID) Tag Control Identifier (TCI) Priority Code Point (PCP): 3 bits Canonical Format Indicator (CFI): 1-bit - ordem dos bits do endereço MAC VLAN Identifier (VID): 12-bits, quando todos são 0 representam nenhuma VLAN (somente prioridade), quando todos são 1 uso reservado (pode ser usado para representar todos VIDs - gerenciamento e filtragem no protocolo) Principais funções Protocolo Ethernet MAC: Controle de acesso ao meio Quadro Ethernet Ethernet comutada VLAN Tipos de VLAN Quadro IEEE 802.1Q Do para 14

15 Do para Address Resolution Protocol - ARP 16 bits Tipo de Hardware 16 bits Tipo de protocolo 8 bits Tamanho do endereço de hardware 8 bits Tamanho do endereço de protocolo 16 bits Endereço de Código de hardware do operação remetente Endereço de protocolo do remetente Endereço de hardware do destinatário Endereço de protocolo do destinatário Utilizado para encontrar endereços MAC a partir de endereços IPs; Após conhecer o MAC fica viabilizada a entrega na camada de enlace; Baseado em consulta por broadcast (difusão) na rede; Principais funções Protocolo Ethernet MAC: Controle de acesso ao meio Quadro Ethernet Ethernet comutada VLAN Tipos de VLAN Quadro IEEE 802.1Q Do para 15

16 - Internet Protocol (IP) Tratar endereços e rotear; Transferência transparente de datagramas entre entidades de transporte; Oferece Fragmentação/Remontagem; Não orientado a conexão; Não-confiável, pois pacote pode: Ser perdido; Chegar atrasado; Ser duplicado; Ser entregue na ordem errada; IP Endereço IP Estrutura de classes IP Máscaras de rede padrão IP com significado especial Roteamento Operação Lógica AND Limitações das Classes IP Sub-redes Máscara de sub-rede Dimensionando sub-redes Cabeçalho IP Fragmentação Remontagem ICMP 16

17 - Endereço IP Tem 32 bits (4 grupos de 8 bits) e é formado pelo par: net_id + host_id Pode significar uma rede, um host, ou todos os hosts de uma rede; A identificação da rede e host possibilita o roteamento de pacotes; IP Endereço IP Estrutura de classes IP Máscaras de rede padrão IP com significado especial Roteamento Operação Lógica AND Limitações das Classes IP Sub-redes Máscara de sub-rede Dimensionando sub-redes Cabeçalho IP Fragmentação Remontagem ICMP 17

18 - Exemplo de endereço IP Base binária: Base decimal: IP Endereço IP Estrutura de classes IP Máscaras de rede padrão IP com significado especial Roteamento Operação Lógica AND Limitações das Classes IP Sub-redes Máscara de sub-rede Dimensionando sub-redes Cabeçalho IP Fragmentação Remontagem ICMP 18

19 - Estrutura de classes IP Classe A: net_id + host_id 1 byte + 3 bytes 0*******.********.********.******** poucas redes + muitos hosts Faixa: IP Endereço IP Estrutura de classes IP Máscaras de rede padrão IP com significado especial Roteamento Operação Lógica AND Limitações das Classes IP Sub-redes Máscara de sub-rede Dimensionando sub-redes Cabeçalho IP Fragmentação Remontagem ICMP 19

20 - Estrutura de classes IP Classe B: net_id + host_id 2 bytes + 2 bytes 10******.********.********.******** situação + intermediária Faixa: IP Endereço IP Estrutura de classes IP Máscaras de rede padrão IP com significado especial Roteamento Operação Lógica AND Limitações das Classes IP Sub-redes Máscara de sub-rede Dimensionando sub-redes Cabeçalho IP Fragmentação Remontagem ICMP 20

21 - Estrutura de classes IP Classe C: net_id + host_id 3 bytes + 1 byte 110*****.********.********.******** muitas redes + poucos hosts Faixa: IP Endereço IP Estrutura de classes IP Máscaras de rede padrão IP com significado especial Roteamento Operação Lógica AND Limitações das Classes IP Sub-redes Máscara de sub-rede Dimensionando sub-redes Cabeçalho IP Fragmentação Remontagem ICMP 21

22 - Faixas reservadas para uso interno 1 rede Classe A: redes Classe B: redes Classe C: IP Endereço IP Estrutura de classes IP Máscaras de rede padrão IP com significado especial Roteamento Operação Lógica AND Limitações das Classes IP Sub-redes Máscara de sub-rede Dimensionando sub-redes Cabeçalho IP Fragmentação Remontagem ICMP 22

23 - Máscaras de rede padrão para Classes IP Os bits da máscara configuram o que será identificador da rede e do host; Classe A: Classe B: Classe C: IP Endereço IP Estrutura de classes IP Máscaras de rede padrão IP com significado especial Roteamento Operação Lógica AND Limitações das Classes IP Sub-redes Máscara de sub-rede Dimensionando sub-redes Cabeçalho IP Fragmentação Remontagem ICMP 23

24 - Endereços IP com significado especial IP de rede: é o endereço IP cujos bits de host_id estão marcados com 0. IP de broadcast: é o endereço IP cujos bits de host_id estão marcados com 1. IPs de loopback: rede Classe A, utilizada para acessar o próprio host ( ). IP Endereço IP Estrutura de classes IP Máscaras de rede padrão IP com significado especial Roteamento Operação Lógica AND Limitações das Classes IP Sub-redes Máscara de sub-rede Dimensionando sub-redes Cabeçalho IP Fragmentação Remontagem ICMP 24

25 - Roteamento entre redes IP Matriz Roteador s da Empresa X Classe C: Faixa: Classe C: Faixa: Roteador s diferentes Filial IP Endereço IP Estrutura de classes IP Máscaras de rede padrão IP com significado especial Roteamento Operação Lógica AND Limitações das Classes IP Sub-redes Máscara de sub-rede Dimensionando sub-redes Cabeçalho IP Fragmentação Remontagem ICMP 25

26 - Como o roteamento acontece? Todo pacote transmitido possui endereços IP de origem e destino; A tabela de roteamento inclui todos os possíveis destinos que o host conhece; É realizada uma operação lógica AND entre IP de destino e cada máscara de rede da tabela de roteamento; Cada resultado é comparado ao respectivo destino da tabela, se forem iguais o pacote é enviado por esta rota. IP Endereço IP Estrutura de classes IP Máscaras de rede padrão IP com significado especial Roteamento Operação Lógica AND Limitações das Classes IP Sub-redes Máscara de sub-rede Dimensionando sub-redes Cabeçalho IP Fragmentação Remontagem ICMP 26

27 - Operação Lógica AND IP de origem IP de destino ; Máscara de rede de um destino da tabela de roteamento: ip: m: rs: IP Endereço IP Estrutura de classes IP Máscaras de rede padrão IP com significado especial Roteamento Operação Lógica AND Limitações das Classes IP Sub-redes Máscara de sub-rede Dimensionando sub-redes Cabeçalho IP Fragmentação Remontagem ICMP 27

28 - Limitações das Classes IP Menor rede possível é uma classe C, que fornece 254 endereços de hosts; Considerando o exemplo anterior - onde foram usados 60 endereços IP, houve desperdício de 194; Na realidade 2 prédios 2 Classes C; nesse caso, foram desperdiçados 388 endereços IP. IP Endereço IP Estrutura de classes IP Máscaras de rede padrão IP com significado especial Roteamento Operação Lógica AND Limitações das Classes IP Sub-redes Máscara de sub-rede Dimensionando sub-redes Cabeçalho IP Fragmentação Remontagem ICMP 28

29 - Sub-redes - Quando utilizar? A técnica de sub-redes pode ser utilizada quando há necessidade de implementar configurações de redes não previstas na estrutura de classes IP; Permite subdividir redes de Classe A, B, ou C, em redes menores (sub-redes). Também pode ser utilizada sobre sub-redes já definidas. IP Endereço IP Estrutura de classes IP Máscaras de rede padrão IP com significado especial Roteamento Operação Lógica AND Limitações das Classes IP Sub-redes Máscara de sub-rede Dimensionando sub-redes Cabeçalho IP Fragmentação Remontagem ICMP 29

30 - Sub-redes - Como utilizar? A quantidade de sub-redes deve ser igual a 2 n (2, 4, 8, 16, 32, 64,?) Onde n é o número de bits que serão utilizados para identificar a sub-rede dentro de um endereço IP; Deve-se definir a máscara de sub-rede para se obter a nova configuração dos bits. IP Endereço IP Estrutura de classes IP Máscaras de rede padrão IP com significado especial Roteamento Operação Lógica AND Limitações das Classes IP Sub-redes Máscara de sub-rede Dimensionando sub-redes Cabeçalho IP Fragmentação Remontagem ICMP 30

31 - Máscara de sub-rede Também conhecida como máscara de rede ou netmask, altera a forma de interpretar um endereço IP; net_id + subnet_id + host_id Assim como o endereço IP, possui 32 bits (4 grupos de 8 bits). Os bits que identificam a rede (e sub-rede) devem ser marcados com 1 o restante com 0. IP Endereço IP Estrutura de classes IP Máscaras de rede padrão IP com significado especial Roteamento Operação Lógica AND Limitações das Classes IP Sub-redes Máscara de sub-rede Dimensionando sub-redes Cabeçalho IP Fragmentação Remontagem ICMP 31

32 - Dimensionando sub-redes Considere o problema da rede da Empresa X Para dimensionar: o número máximo (M) de IPs da Classe deve ser divido por 2 sucessivamente até se obter o tamanho apropriado (A); A diferença entre M e A convertida em binário é a configuração dos bits que devem ser alterados na máscara atual. IP Endereço IP Estrutura de classes IP Máscaras de rede padrão IP com significado especial Roteamento Operação Lógica AND Limitações das Classes IP Sub-redes Máscara de sub-rede Dimensionando sub-redes Cabeçalho IP Fragmentação Remontagem ICMP 32

33 - Dimensionando sub-redes Então: número máximo de IPs = 256 (classe C) 256/2 = 128; 128/2 = = 192, em binário: A nova configuração deverá substituir na máscara de rede os bits de host_id Máscara de sub-rede: IP Endereço IP Estrutura de classes IP Máscaras de rede padrão IP com significado especial Roteamento Operação Lógica AND Limitações das Classes IP Sub-redes Máscara de sub-rede Dimensionando sub-redes Cabeçalho IP Fragmentação Remontagem ICMP 33

34 - Dimensionando sub-redes Sub-redes da Empresa X 62! IP Endereço IP Estrutura de classes IP Máscaras de rede padrão IP com significado especial Roteamento Operação Lógica AND Limitações das Classes IP Sub-redes Máscara de sub-rede Dimensionando sub-redes Cabeçalho IP Fragmentação Remontagem ICMP 34

35 s - Cabeçalho IP Versão HLEN Tipo de Servico Comprimento total do Datagrama Identificação Flags Deslocamento do Fragmento Tempo de vida Protocolo Header Checksum IP de origem IP de destino Opções IP (Se houverem) Enchimento (Padding) Versão (4 bits); HLEN (4 bits): Tamanho em n o de palavras de 32 bits; Header sem opções: 5 (20 bytes); Header com opções: tamanho máximo 15 (60 bytes). IP Endereço IP Estrutura de classes IP Máscaras de rede padrão IP com significado especial Roteamento Operação Lógica AND Limitações das Classes IP Sub-redes Máscara de sub-rede Dimensionando sub-redes Cabeçalho IP Fragmentação Remontagem ICMP 35

36 - Cabeçalho IP Tipo de Serviço (8 bits): precedência (3 bits), Atraso (D), Vazão (T) e Confiabilidade (R); Comprimento total do datagrama (16 bits): Cabeçalho + área de dados; Identificação (16 bits): Difere um datagrama IP de outro, imprescindível para fragmentação e remontagem; Flags (3 bits): Reserved More Fragments (MF) Don t Fragment (DF) IP Endereço IP Estrutura de classes IP Máscaras de rede padrão IP com significado especial Roteamento Operação Lógica AND Limitações das Classes IP Sub-redes Máscara de sub-rede Dimensionando sub-redes Cabeçalho IP Fragmentação Remontagem ICMP 36

37 - Cabeçalho IP Deslocamento do fragmento (13 bits); Tempo de vida - Time to Live TTL (8 bits); Protocolo (8 bits): Próximo nível a receber dados (protocolo que está encapsulado no datagrama IP) ICMP (1), TCP (6), UDP (17) Header Checksum (16 bits); Opções (campo variável): Security, source route, record route, stream id (ex.: voz), timestamp recording; Enchimento ou Padding é variável pois o header deve ser alinhado em 32 bits. IP Endereço IP Estrutura de classes IP Máscaras de rede padrão IP com significado especial Roteamento Operação Lógica AND Limitações das Classes IP Sub-redes Máscara de sub-rede Dimensionando sub-redes Cabeçalho IP Fragmentação Remontagem ICMP 37

38 - Fragmentação Datagrama IP (cabeçalho + dados): <= bytes Cada protocolo de enlace tem um MTU diferenciado: MTU mínimo: 576 bytes Ethernet: 1500 bytes FDDI: 4500 bytes GigabitEthernet: Jumbo Frame (>=9000 bytes) ATM: 9180 bytes... Datagramas maiores do que a MTU da rede devem ser fragmentados. IP Endereço IP Estrutura de classes IP Máscaras de rede padrão IP com significado especial Roteamento Operação Lógica AND Limitações das Classes IP Sub-redes Máscara de sub-rede Dimensionando sub-redes Cabeçalho IP Fragmentação Remontagem ICMP 38

39 - Fragmentação Fragmentos Cada fragmento recebe uma cópia do cabeçalho IP do datagrama original e uma porção de dados; No cabeçalho IP dos fragmentos são atualizados os campos: Flags, Deslocamento, Comprimento e Header Checksum; Header IP Header IP Dados Frag #1 Header IP Dados Frag #2 Dados ID = xxxx DF = 0 MF =1 Deslocamento = 0 Datagrama Original ID = xxxx DF = 0 MF = 0 Deslocamento = 0+Tam FRAG #1 IP Endereço IP Estrutura de classes IP Máscaras de rede padrão IP com significado especial Roteamento Operação Lógica AND Limitações das Classes IP Sub-redes Máscara de sub-rede Dimensionando sub-redes Cabeçalho IP Fragmentação Remontagem ICMP 39

40 - Remontagem Fragmentos são remontados somente no destino Roteadores intermediários não devem remontar datagramas: Gasto de memória e processamento; Comutação de pacotes = fragmentos com rotas diferenciadas; Tempo máximo para remontagem Se faltam fragmentos e o tempo se esgota, os fragmentos são descartados; Destino envia para origem um ICMP de Time Exceeded. IP Endereço IP Estrutura de classes IP Máscaras de rede padrão IP com significado especial Roteamento Operação Lógica AND Limitações das Classes IP Sub-redes Máscara de sub-rede Dimensionando sub-redes Cabeçalho IP Fragmentação Remontagem ICMP 40

41 Internet Control Message Protocol - ICMP O IP não provê serviços para detectar falhas e efetuar testes; O ICMP foi projetado como um protocolo "auxiliar", mas é obrigatório em toda implementação do IP; Permite comunicação de controle e sinalização de erros entre dispositivos de rede que executam IP; Algumas funções: informe de timeouts; anúncio de erros de rede; anúncio de congestionamento; Útil para monitoramento e diagnóstico de problemas! IP Endereço IP Estrutura de classes IP Máscaras de rede padrão IP com significado especial Roteamento Operação Lógica AND Limitações das Classes IP Sub-redes Máscara de sub-rede Dimensionando sub-redes Cabeçalho IP Fragmentação Remontagem ICMP 41

42 - Cabeçalhos ICMP Cabeçalho geral Tipo Código Soma de Verificação (CheckSum) Depende do tipo de mensagem Cabeçalho de Solicitação e Resposta Tipo (8 ou 0) Código (0) Soma de Verificação (CheckSum) Identificador Número de sequência Dados Opcionais Cabeçalho de destino inalcançável Tipo (3) Código (0) Soma de Verificação (CheckSum) Não-utilizado (deve ser zero) Cabeçalho IP + Primeiros 64 bits do datagrama IP Endereço IP Estrutura de classes IP Máscaras de rede padrão IP com significado especial Roteamento Operação Lógica AND Limitações das Classes IP Sub-redes Máscara de sub-rede Dimensionando sub-redes Cabeçalho IP Fragmentação Remontagem ICMP 42

43 - Mensagens ICMP Tipo Descrição 0 Resposta de eco (Echo Reply) 3 Destino inalcançável/inacessível 4 Source Quench - Redução da transmissão 5 Redirecionamento (informe de outra rota) 8 Solicitação de eco (Echo Request) 11 Tempo excedido - Campo TTL em zero 12 Campo de cabeçalho inválido 13 Solicitação de Indicação de Hora 14 Resposta de Indicação de Hora 17 Solicitação de Máscara de Endereço 18 Resposta de Máscara de Endereço IP Endereço IP Estrutura de classes IP Máscaras de rede padrão IP com significado especial Roteamento Operação Lógica AND Limitações das Classes IP Sub-redes Máscara de sub-rede Dimensionando sub-redes Cabeçalho IP Fragmentação Remontagem ICMP 43

44 - Códigos para destino inalcançável Cód. Descrição 0 inacessível 1 Host inacessível 2 Protocolo inacessível 3 Porta inacessível 4 Fragmentação necessária, mas flag DF 5 Rota de origem em falha 6 de destino desconhecida 7 Host de destino desconhecido 8 Host de origem isolado 9 Comunicação com rede destinatária proibida 10 Comunicação com host destinatário proibido 13 Comunicação administrativamente proibida IP Endereço IP Estrutura de classes IP Máscaras de rede padrão IP com significado especial Roteamento Operação Lógica AND Limitações das Classes IP Sub-redes Máscara de sub-rede Dimensionando sub-redes Cabeçalho IP Fragmentação Remontagem ICMP 44

45 - Principais características Conecta entidades de aplicação; Entrega fim-a-fim: aplicação-a-aplicação; Preferencialmente confiável: escolha de acordo com a aplicação; UDP Cabeçalho UDP TCP Características funcionais Cabeçalho TCP Estabelecendo uma conexão TCP Ataque SYN Flood Encerrando uma conexão TCP Controle de Fluxo Controle de congestionamento 45

46 - UDP User Datagram Protocol - UDP Utiliza o IP como meio de transporte sem adicionar confiabilidade, controle de fluxo ou recuperação de erros; Oferece maior/melhor desempenho em redes locais (LANs); Multiplexação/demultiplexação: forma de distinção de múltiplos tráfegos; No UDP a multiplexação se baseia em IP e porta de destino; UDP Cabeçalho UDP TCP Características funcionais Cabeçalho TCP Estabelecendo uma conexão TCP Ataque SYN Flood Encerrando uma conexão TCP Controle de Fluxo Controle de congestionamento 46

47 - Cabeçalho UDP Formato de datagrama UDP; Porta de Origem Comprimento Porta de Destino Soma de Verificação Dados... Pseudo cabeçalho UDP (para cálculo) Endereço IP de Origem Endereço IP de Destino ZERO PROTO (17) Comprimento UDP UDP Cabeçalho UDP TCP Características funcionais Cabeçalho TCP Estabelecendo uma conexão TCP Ataque SYN Flood Encerrando uma conexão TCP Controle de Fluxo Controle de congestionamento 47

48 - TCP - Principais funções Transmission Control Protocol - TCP Fornecer uma conexão confiável sobre uma Internet não confiável (IP); Se adaptar dinamicamente às características das diferentes redes que compõem a Internet (largura de banda, taxa, atraso, etc..); Ser robusto frente às diferentes falhas que podem ocorrer na Internet; Suporte a segmentação, sequenciação, controle de erro e de fluxo para fornecer confiabilidade às aplicações. UDP Cabeçalho UDP TCP Características funcionais Cabeçalho TCP Estabelecendo uma conexão TCP Ataque SYN Flood Encerrando uma conexão TCP Controle de Fluxo Controle de congestionamento 48

49 - TCP - Características funcionais Transmission Control Protocol - TCP TCP é orientado a conexão; Conexão TCP é fim-a-fim e duplex; No TCP multiplexação é baseada na conexão; Conexão é um fluxo de bytes; Fluxo é ordenado; Prioridades simples (PUSH,URGENT); UDP Cabeçalho UDP TCP Características funcionais Cabeçalho TCP Estabelecendo uma conexão TCP Ataque SYN Flood Encerrando uma conexão TCP Controle de Fluxo Controle de congestionamento 49

50 - Cabeçalho TCP Porta de Origem Porta de Destino Número de Sequência Número de reconhecimento HLEN Reservado Bits de código Janela Checksum Ponteiro Urgente Opções (se houverem) Enchimento (Padding) UDP Cabeçalho UDP TCP Características funcionais Cabeçalho TCP Porta de origem e destino: identificam os processos de aplicação na origem e no destino que estão trocando dados. Estabelecendo uma conexão TCP Ataque SYN Flood Encerrando uma conexão TCP Controle de Fluxo Controle de congestionamento 50

51 - Cabeçalho TCP Número de sequência: é a identificação do primeiro byte de dados contido no segmento enviado. Os demais são sequenciados a partir deste byte. Número de reconhecimento: identifica os bytes que foram recebidos e tratados sem erro pelo destino, bem como a sequência do próximo byte esperado. HLEN: comprimento do cabeçalho TCP; UDP Cabeçalho UDP TCP Características funcionais Cabeçalho TCP Estabelecendo uma conexão TCP Ataque SYN Flood Encerrando uma conexão TCP Controle de Fluxo Controle de congestionamento 51

52 - Cabeçalho TCP Reservado é um campo ainda não utilizado Bits de código: URG ACK PSH RST SYN FIN Janela: identifica o tamanho da janela para o controle de fluxo; Checksum: verificação de erros de transmissão. Tanto o cabeçalho TCP como a área de dados são considerados Ponteiro urgente: indicar dados urgentes UDP Cabeçalho UDP TCP Características funcionais Cabeçalho TCP Estabelecendo uma conexão TCP Ataque SYN Flood Encerrando uma conexão TCP Controle de Fluxo Controle de congestionamento 52

53 - Estabelecendo uma conexão TCP (Three way handshake) Cliente envia pacote com bit SYN marcado; Servidor responde com bit SYN e ACK marcados; Cliente confirma com pacote com bit ACK marcado UDP Cabeçalho UDP TCP Características funcionais Cabeçalho TCP Estabelecendo uma conexão TCP Ataque SYN Flood Encerrando uma conexão TCP Controle de Fluxo Controle de congestionamento 53

54 - TCP - Ataque SYN Flood Atacante Inundar host com solicitações falsas de conexão TCP; SYN SYN SYN SYN SYN SYN Host destino RST RST SYN + ACK UDP Cabeçalho UDP TCP Características funcionais Cabeçalho TCP Estabelecendo uma conexão TCP Ataque SYN Flood Encerrando uma conexão TCP Método de proteção, disponível no Linux: Controle de Fluxo Controle de congestionamento echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/tcp_syncookies 54

55 - Encerrando uma conexão TCP (Four way handshake) Cliente envia pacote com bit FIN marcado; Servidor responde com bit ACK marcado; Servidor envia pacote com bit FIN marcado; Cliente confirma com bit ACK marcado. UDP Cabeçalho UDP TCP Características funcionais Cabeçalho TCP Estabelecendo uma conexão TCP Ataque SYN Flood Encerrando uma conexão TCP Controle de Fluxo Controle de congestionamento 55

56 - TCP - Controle de Fluxo Capacidade de transmissão é regulada em função da capacidade de recepção no destino; O TCP executa o algoritmo de janela deslizante; A cada envio de mensagens o host informa o número de bytes que podem ser recebidos; Heurística deve ser utilizada para evitar excesso de transferências de controle. UDP Cabeçalho UDP TCP Características funcionais Cabeçalho TCP Estabelecendo uma conexão TCP Ataque SYN Flood Encerrando uma conexão TCP Controle de Fluxo Controle de congestionamento 56

57 - TCP - Controle de congestionamento Origem controla transmissão de acordo com as condições da rede; A camada de rede (protocolo IP) não oferece à camada de transporte nenhum suporte explícito com essa finalidade Partida Lenta: CongWin * 2 a cada RTT; Perda = timeout ou 3 ACKs iguais; Diminuição multiplicativa (CongWin/2) e aumento aditivo(congwin+1mss) RTT; UDP Cabeçalho UDP TCP Características funcionais Cabeçalho TCP Estabelecendo uma conexão TCP Ataque SYN Flood Encerrando uma conexão TCP Controle de Fluxo Controle de congestionamento 57

58 Prof. M. e Maurício Severich mseverich@gmail.com 58