Redes de Computadores. Protocolos de Internet

Transcrição

1 Redes de Computadores Protocolos de Internet Gustavo Reis

2 O que é a Internet? Milhões de elementos de computação interligados Hospedeiros = sistemas finais Executando aplicações distribuídas Enlaces de comunicação (fibra, cobre, rádio, satélite) Taxa de transmissão = largura de banda es: enviam pacotes (blocos de dados) 2

3 O que é a Internet? Protocolos: controlam o envio e a recepção de mensagens Ex.: TCP, IP, HTTP, FTP, PPP Internet: rede de redes Fracamente hierárquica (administrada por governos e empresas) Internet pública e Internets privadas (intranets) Internet standards RFC: Request for comments IETF: Internet Engineering Task Force 3

4 Protocolos Protocolos humanos: Que horas são? Eu tenho uma pergunta. Apresentações mensagens específicas enviadas ações específicas tomadas mquando msgs são recebidas ou outros eventos Protocolos de rede: - Máquinas em vez de humanos - Toda atividade de comunicação na Internet é governada por protocolos PROTOCOLOS DEFINEM OS FORMATOS, A ORDEM DAS MENSAGENS ENVIADAS E RECEBIDAS PELAS ENTIDADES DE REDE E AS AÇÕES A SEREM TOMADAS NA TRANSMISSÃO E RECEPÇÃO DE MENSAGENS 4

5 Protocolos Processos de Endereçamento Para um processo (programa) receber mensagens, ele deve ter um identificador Um hospedeiro possui um único endereço IP de 32 bits P.: O endereço IP do hospedeiro onde o processo está executando é suficiente para identificar o processo? R.: Não, muitos processos podem estar em execução no mesmo hospedeiro. O identificador inclui o endereço IP e o número da porta associada ao processo no hospedeiro Exemplos de números de porta Servidor HTTP: 80 Servidor de Correio: 25 5

6 Pr ot o Pr ot o co l co l o o de hu re de m an o Protocolos 6

7 Camadas Mensagem M Aplicação HTTP, SMTP, FTP, DNS Segmento Ht M Transporte TCP, UDP Datagrama Hr Ht M Rede He Hr Ht M Enlace Quadro IP Ethernet, PPP Física 7

8 Camadas (ex. Viagem aérea) Camadas: cada camada implementa um serviço Via suas próprias ações internas Confiando em serviços fornecidos pela camada inferior 8

9 Camadas (Por que?) Convivendo com sistemas complexos: A estrutura explícita permite identificação, o relacionamento das partes de um sistema complexo Um modelo de referência em camadas permite a discussão da arquitetura Modularização facilita a manutenção, atualização do sistema As mudanças na implementação de uma camada são transparentes para o resto do sistema Ex.: novas regras para embarque de passageiros não afetam os procedimentos de decolagem 9

10 Camadas (Pilha de Protocolos da Internet) Aplicação: suporta as aplicações de rede Transporte: transferência de dados hospedeirohospedeiro TCP, UDP Rede: roteamento de datagramas da origem ao destino FTP, SMTP, HTTP IP, protocolos de roteamento Enlace: transferência de dados entre elementos vizinhos da rede PPP, Ethernet Física: bits nos fios dos canais 0

11 Camada de Aplicação

12 Camada de Aplicação Web e HTTP Primeiro alguns jargões: Página Web consiste de objetos Objeto pode ser arquivo HTML, imagem JPEG, Java applet, arquivo de áudio, A página Web consiste de arquivo-html base que inclui vários objetos referenciados Cada objeto é endereçado por uma URL (Uniform Resource Locator) Exemplo de URL: Nome do hospedeiro Nome do caminho 2

13 Camada de Aplicação Web e HTTP HTTP: hypertext transfer protocol Protocolo da camada de aplicação da Web HTTP.0: RFC 945 HTTP.: RFC 2068 Modelo cliente/servidor Cliente: browser que solicita, recebe e apresenta objetos da Web Servidor: envia objetos em resposta aos pedidos Utiliza a porta 80 para comunicação 3

14 Camada de Aplicação Web e HTTP Tipos de métodos HTTP/.0 GET: principal método de requisição de documentos HEAD: pede para o servidor deixar o objeto requisitado fora da resposta POST: usado para fornecer alguma informação ao servidor HTTP/. GET, POST, HEAD PUT: envia o arquivo no corpo da entidade para o caminho especificado no campo de URL DELETE: apaga o arquivo especificado no campo de URL do servidor 4

15 Camada de Aplicação Web e HTTP HTTP request message: ASCII (formato legível para humanos) Linha de pedido (comandos GET, POST, HEAD ) GET /somedir/page.html HTTP/.0 User-agent: Mozilla/4.0 Linhas de Accept: text/html, image/gif,image/jpeg cabeçalho Accept-language:fr Carriage return, (extra carriage return, line feed) line feed indica fim da mensagem 5

16 Camada de Aplicação Web e HTTP (Requisição) Origem da requisição Tipo de requisição Versão do protocolo Destino da requisição Site requisitado 6

17 Camada de Aplicação Web e HTTP HTTP response message: ASCII (formato legível para humanos) Linha de status (protocolo código de status frase de status) Linhas de cabeçalho Dados, ex.: arquivo html HTTP/ OK Date: Thu, 06 Aug 998 2:00:5 GMT Server: Apache/.3.0 Last-Modified: Mon, 22 Jun Content-Length: 682 Content-Type: text/html data data data data data... 7

18 Camada de Aplicação Web e HTTP (Resposta) Origem da resposta Versão do protocolo Código de status Destino da resposta Data da requisição Programa servidor WEB 8

19 Camada de Aplicação Web e HTTP (Resposta) Código HTML 9

20 Camada de Aplicação Web e HTTP (Código de status de resposta) Na primeira linha da mensagem de resposta (servidor cliente) Alguns exemplos de códigos: 200 OK: Requisição bem-sucedida, objeto requisitado a seguir nesta mensagem 30 Moved permanently: Objeto requisitado foi movido, nova localização no cabeçalho Location: da mensagem de resposta. O software do clinete recuperará automaticamente o novo URL. 400 Bad request Código genérico de erro: mensagem de requisição não compreendida pelo servidor 404 Not Found Documento requisitado não encontrado neste servidor 505 HTTP version not supported A versão do protocolo HTTP requisita não é suportada pelo servidor 20

21 Camada de Aplicação Correio Eletrônico Três componentes principais: Agentes de usuário Servidores de correio Simple mail transfer protocol: SMTP Agente de usuário leitor de correio Composição, edição, leitura de mensagens de correio Ex.: Eudora, Outlook, Netscape Messenger Mensagens de entrada e de saída são armazenadas no servidor 2

22 Camada de Aplicação Correio Eletrônico Servidores de correio Caixa postal contém mensagens que chegaram (ainda não lidas) para o usuário Fila de mensagens contém as mensagens de correio a serem enviadas Protocolo SMTP permite aos servidores de correio trocarem mensagens entre si Cliente: servidor de correio que envia servidor : servidor de correio que recebe 22

23 Camada de Aplicação DNS (Domain Name System) N úm er os IP OU om N es t i (s ) s e 23

24 Camada de Aplicação DNS (Domain Name System) Há duas maneiras de identificar um hospedeiro por um nome de hospedeiro e por um endereço IP. Para conciliar isso, é necessário um serviço de diretório que traduza nomes de hospedeiro para endereços IP. Esta é a tarefa principal do DNS da Internet. O DNS é () um banco de dados distribuído executado em uma hierarquia de servidores de DNS, e (2) um protocolo de camada de aplicação que permite que hospedeiros consultem o banco de dados distribuído. 24

25 Camada de Aplicação DNS (Domain Name System) Nenhum servidor DNS isolado tem todos os mapeamentos para todos os hospedeiros da Internet. Em vez disso, os mapeamentos são distribuídos pelos servidores DNS. Parte da hierarquia de servidores DNS www mail login 25

26 Camada de Aplicação DNS (Domain Name System) Servidores DNS Rais (202) 26

27 Camada de Aplicação DNS (Domain Name System) Servidores DNS Rais (atualizado 207) 27

28 Camada de Aplicação DNS (Domain Name System) Servidores DNS Rais (atualizado 207) 28

29 Camada de Aplicação DNS (Domain Name System) Interação dos diversos servidores DNS Promovido pelo nic.br Como funciona a Internet? Parte 3: DNS 29

30 Camada de Aplicação DNS (Domain Name System) Departamento do NIC.br responsável pelas atividades de registro e manutenção dos nomes de domínios que usam o.br 30

31 Camada de Transporte Responsável pelo transporte das mensagens entre programas Possui dois protocolos bem conhecidos TCP e UDP Responsável por ampliar o serviço de entrega IP entre dois hospedeiros Implementa dois tipos de serviços: orientado para conexão e sem conexão 3

32 Camada de Transporte Orientado para conexão (TCP): Controle de congestionamento Controle de fluxo Ordem de entrega Confiável (retransmissão quando há perda de mensagens) Sem conexão (UDP): Sem controle de congestionamento Sem controle de fluxo Sem ordem de entrega Não confíavel 32

33 Camada de Transporte Aplicações populares da Internet e seus protocolos de transporte subjacentes: 33

34 Camada de Transporte Mecanismo de endereçamento Aplicação Transporte HTTP DNS SMTP x n TCP / UDP TRANSPORTE VIRTUAL web ftp 34

35 Camada de Rede O papel da camada de rede é transportar pacotes de um hospedeiro remetente a um hospedeiro destinatário. Repasse. Quando um pacote chega ao enlace de entrada de um roteador, este deve conduzi-lo até o enlace de saída apropriado. Roteamento. A camada de rede deve determinar a rota ou o caminho tomado pelos pacotes ao fluírem de um remetente a um destinatário. 35

36 Camada de Rede Analogia com GPS Repasse Roteamento 36

37 Camada de Rede Roteamento e Repasse Internet 37

38 Camada de Rede Endereçamento IP Identificador de 32 bits para interfaces de roteadores e hospedeiros Interface: conexão entre roteador/hospedeiro a um enlace físico tem tipicamente múltiplas interfaces e hospedeiros podem ter múltiplas interfaces Ex.: =

39 Camada de Rede Endereçamento IP IANA (Internet Assigned Numbers Authority): entidade que coordena a distribuição de IPs para cada continente LACNIC (Latin America and some Caribbean Islands): responsável pela designação e administração de numeração da Internet (IPv4 e IPv6) Dividido em 5 classes Sufixo Identifica o computador Prefixo Identifica a rede Como funciona a Internet? Parte : O protocolo IP 39

40 Internet Switch Campus JF Campus RP Reitoria Camada de Rede (Roteamento) Switch

41 Internet Switch Campus JF Computador deseja comunicar com o computador Campus RP Reitoria Camada de Rede (Prefixos iguais) Switch

42 Internet Switch Campus JF Computador envia mensagem para (comunicação direta mesmo prefixo) Campus RP Reitoria Camada de Rede (Roteamento) Switch

43 Internet Switch Campus JF Computador deseja comunicar com o computador Campus RP Reitoria Camada de Rede (Roteamento) Switch

44 Internet Switch Campus JF Computador envia mensagem para o roteador (pois o destinatário não possui o mesmo prefixo) Campus RP Reitoria Camada de Rede (Roteamento) Switch

45 Internet Switch Campus JF O roteador repassa a mensagem para sua interface Campus RP Reitoria Camada de Rede (Roteamento) Switch

46 Internet Switch Campus JF O roteador envia a mensagem para o roteador Campus RP Reitoria Camada de Rede (Roteamento) Switch

47 Internet Switch Campus JF O roteador repassa a mensagem para sua interface Campus RP Reitoria Camada de Rede (Roteamento) Switch

48 Internet Switch Campus JF O roteador envia a mensagem para o roteador Campus RP Reitoria Camada de Rede (Roteamento) Switch

49 Internet Switch Campus JF O roteador repassa a mensagem para sua interface Campus RP Reitoria Camada de Rede (Roteamento) Switch

50 Internet Switch Campus JF O roteador envia a mensagem para o computador Campus RP Reitoria Camada de Rede (Roteamento) Switch

51 Internet Switch Campus JF Comunicação entre redes devido os prefixos serem diferentes ( x e x) Campus RP Reitoria Camada de Rede (Roteamento) Switch

52 Camada de Rede (Roteamento) É possível fazer roteamento entre IPs de mesmo prefixo? 52

53 Camada de Rede (Roteamento) É possível fazer roteamento entre IPs de mesmo prefixo? 53

54 Camada de Rede (Roteamento) É possível fazer roteamento entre IPs de mesmo prefixo? Usando 54

55 Camada de Rede (Roteamento) Cálculo sub-rede 55

56 Camada de Rede (Roteamento) Cálculo sub-rede 56

57 Switch Subrede 2 Campus JF 97 Subrede Comunicação entre redes com mesmo prefixo utilizando subredes. Máscara Subrede Internet Campus RP Reitoria Camada de Rede (Roteamento) Switch Subrede

58 Camada de Rede Leitura Recomendada Apostila TCP/IP Guia Definitivo Leitura do material inteiro 58