Data and Computer Network Endereçamento IP

Transcrição

1 Endereçamento IP P P P Prof. Doutor Félix Singo

2 Camadas do TCP/IP Data and Computer Network Aplicação: Camada mais alta Protocolos de Aplicações clientes e servidores HTTP, FTP, SMTP, POP Transporte: Estabelece comunicações fim a fim Com garantia de entrega (TCP) Sem garantia de entrega (UDP) Internet: Endereçamento e roteamento de pacotes (IP) Envio de mensagens de controle (ICMP) Resolução de endereços de Hardware (ARP) Rede: Camada mais baixa de acesso ao meio físico Ethernet, ATM, Frame Relay, Token Ring

3 Taxonomia das Redes de Telecomunicações

4 Pacotes Todos os dados transmitidos através da rede, são divididos em pacotes. Em redes Ethernet, cada pacote pode ter até 1550 bytes de dados. A estação emissora escuta o cabo, transmite um pacote, escuta o cabo novamente, transmite outro pacote e assim por diante. A estação receptora por sua vez, vai juntando os pacotes até ter o arquivo completo O uso de pacotes evita que uma única estação monopolize a rede por muito tempo, e torna mais fácil a correção de erros

5 Pacotes Ethernet Data and Computer Network Os pacotes Ethernet são divididos em 7 partes: O preâmbulo serve para coordenar o envio dos demais dados do pacote, servindo como um sinal de sincronismo. O byte de início avisa as estações recebedoras que a transmissão irá começar (até aqui todas as estações da rede estão lendo o pacote). O endereço de destino indica a qual estação o pacote está endereçado. Apenas a placa de rede que possuir o endereço indicado irá ler o restante do pacote, as demais ignorarão o restante da transmissão. O endereço de origem indica qual estação está enviando os dados.

6 Pacotes Ethernet

7 Camada de Rede Aplicação Apresentação Sessão Transporte Rede Enlace Física É responsável pelo routing de pacotes através da rede O roteamento é baseado em um mecanismo de endereçamento global IP, que identifica cada máquina Implementa mecanismos de controle de congestionamentos router

8 Funções da camada de Rede Funções ou serviços: Endereçamento & Encaminhamento Objectivo: Possibilitar o transporte de dados entre dispositivos que não pertencem à mesma rede. Alguns protocolos de rede: Arquitectura TCP/IP IP Arquitectura NetWare IPX Arquitectura Apple Macintosh AppleTalk

9 Função de Encaminhamento Responsável por fazer chegar um pacote a uma rede remota através de outras redes. Router 1 Router 2 Yuri P P P Vipke Rede A Rede B Rede C Yuri que pertence à rede A pretende enviar dados à Vipke que pertence a rede C. 1º Passo: O PC Yuri verifica que o destino do pacote não é da sua rede!

10 1º Passo (... Cont.) Data and Computer Network Router 1 Router 2 Yuri P P P Vipke Rede A Rede B Rede C A camada de rede do PC Yuri tem a informação de que todos os pacotes destinados a uma rede remota devem ser enviados para o router 1. Assim, o pacote é enviado para o router 1, usando as camadas de enlace e física. 2º Passo: Router1 verifica que o pacote recebido não se destina a nenhuma das redes a que está ligado (A e B), mas sim a C.

11 2º Passo (... Cont.) Router 1 Router 2 Yuri P P P Vipke Rede A Rede B Rede C Para chegar a C, o router1 envia o pacote para o router2. 3º Passo: O router 2 está ligado à rede C, onde está o PC Vipke, a quem se destina o pacote. O router2 só tem que enviar o pacote para PC Vipke usando as camadas inferiores do modelo OSI.

12 Síntese I - Encaminhamento A função de Encaminhamento lê o endereço destino do pacote e verifica se pertence a alguma rede local. Caso sim o router envia de imediato para a máquina destino. Caso não, consulta a tabela de encaminhamento para determinar a quem deve entregar o pacote de modo a chegar à rede destino. A tabela de encaminhamento pode ser criada manualmente por um administrador ou automaticamente através de protocolos de encaminhamento

13 Endereçamento A camada de Rede identifica todos os dispositivos ligados a uma rede com um endereço lógico. Todos os pacotes transmitidos incluem no cabeçalho o endereço lógico do dipositivo destino e do dispositivo origem. O endereçamento usado na camada de rede tem duas componentes: Identificação da rede Identificação do dispositivo Identificação da Rede Identificação do Dispositivo

14 Tabela de roteamento com base ID da rede e endereço lógico Voltando ao exemplo: Router 1 Router 2 Yuri P P P Vipke Rede A Rede B Rede C Rede Próximo Router Rede Próximo Router A B C Local Local 2 A B C 1 Local Local

15 Introdução Data and Computer Network Dentro de uma rede TCP/IP, cada Computador recebe um endereço IP único que o identifica na rede. Um endereço IP é composto de uma sequência de 32 bits, divididos em 4 grupos de 8 bits cada. Cada grupo de 8 bits recebe o nome de octeto. Recordar que 8 bits permitem 256 combinações diferentes.

16 Introdução Data and Computer Network Para facilitar a configuração dos endereços, usa-se números de 0 a 255 para representar cada octeto, formando endereços como etc. Muito mais fácil do que decorar binários. O endereço IP é dividido em duas partes

17 Características Data and Computer Network A primeira identifica a rede à qual o computador está conectado (necessário, pois numa rede TCP/IP podemos ter várias redes conectadas entre sí, veja o caso da Internet) e a segunda identifica o computador (chamado de host) dentro da rede

18 Endereçamento IP Endereço IP de 32 bits Identificador da rede Identificador do host host REDE REDE internet hosts com identificadores de rede distintos. REDE REDE hosts com o mesmo identificador de rede.

19 Endereçamento IP Representação Binária Para a representação Binária do IP, converte-se cada octeto. Por exemplo: Para o IP usado acima, temos na sua representação binária: (2) Byte 1 Byte 2 Byte 3 Byte

20 Endereçamento IP Formato de endereçamento IP

21 Endereçamento IP Classes de Endereços IP ARIN - American Registry for Internet Numbers (Registro Americano para Números da Internet)

22 Classe A Todos os endereços IP de classe A usam apenas os oito primeiros bits para identificar a parte da rede do endereço. Os três octetos restantes podem ser usados para a parte do host do endereço. 2 elevado a 24 (2 24 ) (menos 2), ou seja, endereços IP possíveis para os dispositivos conectados à rede.

23 Classe B Os dois primeiros bits de um endereço de classe B são sempre 10 (um e zero). Todos os endereços IP de classe B usam os primeiros 16 bits para identificar a parte da rede no endereço. Os dois octetos restantes do endereço IP podem ser usados para a parte do host do endereço. 2 elevado a 16 (2 16 ) (menos 2 novamente!), ou seja, endereços IP possíveis

24 Classe C Os três primeiros bits de um endereço de classe C são sempre 110 (um, um e zero). Todos os endereços IP de classe C usam os primeiros 24 bits para identificar a parte da rede no endereço. Apenas o último octeto de um endereço IP de classe C pode ser usado para a parte do host do endereço. 2 8 (menos 2), ou seja, 254 endereços IP possíveis

25 Endereçamento IP

26 Classes de endereços IP Data and Computer Network 1º Octeto Nº Redes Nº Máquinas (máx)

27 Classes de Endereçamento Data and Computer Network Classe Formato do Endereço Organização da Rede Intervalo dos endereços da classe A 0 Identificador da Rede Identificador do Host 127 redes com até hosts. de até B 10 Identificador da Rede C 110 Identificador da Rede 7 bits 24 bits Identificador do Host 14 bits 16 bits Identificador do Host 21 bits 8 bits redes com até hosts redes com até 254 hosts. de até de até

28 ! Redes Privadas Drª. Sheila Sitoe Prof. Doutor Félix Singo

29 Endereçamento Privado Data and Computer Network Por diversas razões incluindo a racionalização de IP s e a segurança, o protocolo TCP/IP criou o conceito de REDES PRIVADAS. Numa rede privada os computadores apenas comunicam entre si não tendo acesso a outros fora da sua rede a não ser através de dispositivos próprios como servidores proxy, roteadores, etc..

30 Endereçamento Privado Data and Computer Network ENDEREÇOS PRIVADOS REDE CLASSE A: a REDES CLASSE B: a REDES CLASSE C: a

31 Endereço da Rede & Broadcast Numa rede de computadores o primeiro e o último IP s não podem ser usados. O primeiro IP de uma rede, é o que tem os bits da parte variável do endereço todos com valor 0, e é usado para identificar a rede, e é designado por endereço de rede. O último IP de uma rede, é o que tem os bits da parte variável do endereço todos com o valor 1, e é usado para enviar mensagens a todos os IP da rede, é designado por endereço de Broadcast.

32 Máscara de Rede Data and Computer Network Máscara de subrede ou Subnet mask ou Netmask é um número de 32 bits usada para separar em um IP a parte correspondente à rede pública, à subrede e aos hosts Uma Subrede é uma divisão de uma rede de computadores - é a faixa de endereços lógicos reservada para uma organização

33 Máscara de Rede Data and Computer Network A divisão de uma rede grande em menores resulta: Num tráfego de rede reduzido, Administração simplificada e Melhor performance de rede. No IPv4 uma subrede é identificada por seu endereço base e sua máscara de subrede. Os IPv4 consistem de endereços de 32 bits divididos em 4 octetos e uma máscara de subrede do mesmo tamanho

34 Máscara de Rede Os 32 bits das Máscaras de Subrede são divididos em duas partes: Primeiro bloco de 1s seguido por um bloco de 0s. Os 1s indicam a parte do endereço IP que pertence à rede e Os 0s indicam a parte que pertence ao host.

35 Cálculo do Endereço de Rede e de Broadcast Em termos de operações matemáticas o Endereço da rede e o Endereço de Broadcast resultam dos seguintes cálculos: Endereço de Rede = Endereço IP AND Máscara de Rede Endereço de Broadcast = Endereço IP OR (NOT(Máscara de Rede)) Por exemplo: IP: com a máscara Endereço de rede: AND

36 Cálculo do número de Rede e de Broadcast Endereço de Broadcast: OR (NOT ( )) OR

37 ENDEREÇO DE LOOPBACK O endereço da classe A é reservado; É usado para testes do TCP / IP e para comunicação interprocessos em uma máquina local; Quando uma aplicação usa o endereço de loopback como destino, o software do protocolo TCP/IP devolve os dados sem gerar tráfego na rede; É a forma simples de fazer com que um cliente local fale com o servidor local correspondente, sem que se tenha de alterar o programa cliente e/ou o programa servidor; Do ponto de vista do programador de aplicações, seu software funciona sempre do mesmo jeito, não importando se está ou não usando a rede de comunicação.

38 Endereçamento IP Data and Computer Network Exercícios 1. Verificar se os computadores com os IP s /27 e /26 pertencem ou não à mesma rede. 2. Calcular o Endereço de rede e o Endereço de Broadcast da rede que pertence o IP / Verificar se os computadores com os IP s /27 e /27 pertencem ou não à mesma rede.