Aula 4 Pilha de Protocolos TCP/IP: Comutação: por circuito / por pacotes Pilha de Protocolos TCP/IP; Endereçamento lógico; Encapsulamento; Camada Internet; Roteamento; Protocolo IP; Classes de endereços IP; Endereços Reservados; Máscara de Rede; Sub-redes.
COMUTAÇÃO: POR CIRCUITO POR PACOTES
Redes de comutação por circuito Estabelece um caminho dedicado entre a origem e o destino, antes que a comunicação se estabeleça. A banda é reservada, independente do tráfego. A C B D REDE COMUTADA POR CIRCUITO
Comutação por pacotes Neste tipo de rede, nenhum caminho especifico é determinado antes de iniciar uma comunicação. Cada nó decide para onde cada novo pacote que chega deve ser roteado.
Pilha de Protocolos TCP/IP Conjunto de protocolos e serviços de comunicação padronizados que servem de base para construção da rede internet. Os protocolos da arquitetura TCP/IP são organizados num modelo de software em camadas.
Camadas Física e de Enlace Não são definidas pela arquitetura TCP/IP Protocolos da família TCP/IP Ethernet, Token Ring, etc. Aplicação Transporte Internet Enlace de Dados Física Definem mecanismos de comunicação que funcionam de maneira transparente através das redes interligadas. Interface de Rede Definem os mecanismos de comunicação no interior de uma rede local.
Endereçamento lógico Na camada de rede (Internet), os computadores são identificados por endereços IP (endereços lógicos) Interface de Rede Aplicação Transporte Internet Placa adaptadora de rede Nos protocolos inferiores, os computadores são identificados por endereços físicos associados às placas adaptadoras de rede. Enlace de Dados Física
Mapeamento de Endereços Os endereços IP são temporários. O verdadeiro identificador de um computador em uma rede é o endereço MAC (Medium Access Control), que é o endereço físico associado à placa adaptadora de rede (NIC Network Interface Card) Identificado em Decimal IP 200.10.9.7 (end. lógico) Endereços de 48 bits (6 bytes) MAC (00-60-08-11-15-A3) (end. Físico) Identificado em Hexadecimal
Encapsulamento Pacote 200.10.9.7 Camada de Rede (Pacote) IP Origem IP Destino Dados 200.10.9.9 00-60-08-11-15-A3 Enlace de Dados (Quadro) Header MAC Origem MAC Destino 00-60-08-10-14-B2 Dados FCS QUADRO
QUADRO E PACOTE O PACOTE É SEMPRE O MESMO REDE LOCAL ETHERNET O QUADRO MUDA DE ACORDO COM O MEIO FÍSICO REDE LOCAL ETHERNET ENLACE PONTO-A-PONTO (frame relay) REDE LOCAL TOKEN-RING
Camada Internet
Camada Internet Responsável pelo roteamento dos pacotes, adicionando ao pacote informações para que possa ser feito o roteamento ao destino desejado; Não realiza controle de erros nem fornece confiabilidade; Esquema de endereçamento IP; Protocolos: IP (Internet Procotol) ICMP (Internet Control Message Protocol) ARP (Address Resolution Protocol) RARP (Reverse Resolution Protocol)
Roteador: equipamento da camada 3 PORTA PACOTE ROTEADOR? PORTA PORTA Roteador: Equipamento que faz o encaminhamento dos pacotes
Roteamento Tabela de roteamento Tabela de roteamento Tabela de roteamento Roteador: Toma as decisões através da camada Internet (Rede) utilizando um endereço lógico (Endereço IP)
Protocolo IP A arquitetura TCP/IP é roteável; Roteamento: característica que permite a interligação de diversas redes, podendo ter diferentes caminhos interligando o emissor e o transmissor; Para isso, utiliza o esquema de endereçamento IP.
Endereçamento IP Para poder ser identificado na Internet, cada máquina possui um endereço único: o endereço IP; Quando a máquina está conectada a mais de uma rede ela possui um endereço IP para cada interface de rede.
Endereço de Unicast É a forma de endereçamento na qual o destinatário do pacote é um único computador; Quando um pacote é enviado a um endereço de unicast, uma única cópia do pacote é entregue no endereço correspondente; Unicast é o tipo mais comum de comunicação entre computadores.
Endereço de Broadcast
Endereçamento IP Os endereços IP são números de 32 bits representados em formato decimal separados por ponto. Ex.: 200. 145. 31. 222 11001000 10010001 00011111 11101110
ENDEREÇAMENTO IP 0 8 16 24 31 Classe A 0 netid hostid Classe B 1 0 netid hostid Classe C 1 1 0 netid hostid Classe A Classe B Classe C
Classes de endereços IP Endereços da classe A: 7 bits para rede, 24 bits para endereços IP. Permite 2 7-2 redes e 2 24-2 hosts em cada. Endereços da classe B: 14 bits para rede, 16 bits para endereços IP. Permite 2 14-2 redes e 2 16-2 hosts em cada. Endereços da classe C: 21 bits para rede, 8 bits para endereços IP. Permite 2 21-2 redes e 2 8-2 hosts em cada.
Classe A Endereços classe A são atribuídos a redes com um vasto número de hosts. O bit de maior grau em uma classe A é sempre zero. Os próximos 7 bits (preenchendo o primeiro octeto) completam a identificação de rede. Os 24 bits restantes (os últimos 3 octetos) representam a identificação do host. Um endereço classe A permite 126 redes e 16.777.214 host por rede.
Classe B Endereços classe B são atribuídos a redes com um número médio de hosts. Os 2 bits de maior grau em uma classe B são sempre os valores binários 10. Os próximos 14 bits (preenchendo primeiro e o segundo octeto) completam a identificação de rede. Os 16 bits restantes (os últimos 2 octetos) representam a identificação do host. Um endereço classe B permite 16.384 redes e 65.534 host por rede.
Classe C Endereços classe C são atribuídos a pequenas redes. Os 3 bits de maior grau em uma classe C são sempre os valores binários 110. Os próximos 21 bits (preenchendo os 3 primeiros octetos) completam a identificação de rede. Os oito bits restantes (o último octeto) representam a identificação do host. Um endereço classe C permite 2.097.152 redes e 254 host por rede.
Endereços Reservados Os endereços IP podem ser atribuídos livremente em uma rede interna. Se houver necessidade de conexão com a Internet, os endereços IP devem ser atribuídos segundo regras bem definidas (RFC 1918).
Atribuindo um número IP Os endereços IP podem ser atribuídos manualmente ou automaticamente. Quando se está utilizando uma rede grande, há uma grande vantagem na utilização de um servidor DHCP. O DHCP funciona segundo a arquitetura cliente-servidor. Nessa arquitetura, uma máquina denominada servidor de DHCP é responsável por atribuir endereços IPs para as demais máquinas, denominadas clientes DHCP.
Endereço IP Notação Decimal Pontuada 2 7 2 6 2 5 2 4 2 3 2 2 2 1 2 0 2 7 2 6 2 5 2 4 2 3 2 2 2 1 2 0 2 7 2 6 2 5 2 4 2 3 2 2 2 1 2 0 2 7 2 6 2 5 2 4 2 3 2 2 2 1 2 0 10000000 00001010 00000010 00011110 notação binária 2 7 =128 2 3 +2 1 =10 2 1 =2 2 4 +2 3 +2 2 +2 1 =30 128.10.2.30 notação decimal pontuada
Endereço de Rede Classe C 2 7 2 6 2 5 2 4 2 3 2 2 2 1 2 0 2 7 2 6 2 5 2 4 2 3 2 2 2 1 2 0 2 7 2 6 2 5 2 4 2 3 2 2 2 1 2 0 2 7 2 6 2 5 2 4 2 3 2 2 2 1 2 0 11000000 00001010 00000010 00000000 notação binária 2 7 +2 6 =192 2 3 +2 1 =10 2 1 =2 Parte de host tudo 0 192.10.2.0 notação decimal pontuada
Endereço de Broadcast Classe C 2 7 2 6 2 5 2 4 2 3 2 2 2 1 2 0 2 7 2 6 2 5 2 4 2 3 2 2 2 1 2 0 2 7 2 6 2 5 2 4 2 3 2 2 2 1 2 0 2 7 2 6 2 5 2 4 2 3 2 2 2 1 2 0 11000000 00001010 00000010 11111111 notação binária 2 7 +2 6 =192 2 3 +2 1 =10 2 1 =2 Parte de host tudo 1 192.10.2.0 notação decimal pontuada
Rede interna - Categoria 1 Os hosts que se comunicam apenas no interior da rede corporativa e não tem acesso a redes externas ou a internet. Cada host dessa categoria precisa de um endereço IP que seja único na empresa, mas que pode ser duplicado entre empresas diferentes.
Rede interna - Categoria 2 Os hosts que se comunicam indiretamente com o mundo externo.
Rede interna - Categoria 3 Os hosts que se comunicam diretamente com a internet.
Máscara de Rede
Exemplos de Máscaras de Rede Classe A Decimal: 255.0.0.0 Binário: 11111111.00000000.00000000.00000000 Classe B 255.255.0.0 Binário: 11111111.11111111.00000000.00000000 Classe C 255.255.255.0 Binário: 11111111.11111111.11111111.00000000
Máscaras de rede Dado o número IP 192.168.1.1 e a máscara 255.0.0.0 Endereço de rede: 192.0.0.0 Broadcast nesta rede: 192.255.255.255 Dado o número IP 192.168.1.1 e a máscara 255.255.0.0 Endereço de rede: 192.168.0.0 Broadcast nesta rede: 192.168.255.255 Dado o número IP 192.168.1.1 e a máscara 255.255.255.0 Endereço de rede: 192.168.1.0 Broadcast nesta rede: 192.168.1.255
Exemplo de rede IP
Operações lógicas: And, Or e Not 10000000 10000000 And 11111111 Or 11111011 Not 10000000 01111111 10000000 11111011
Operação And Endereço IP: 128.10.2.30 And 10000000 00001010 00000010 00011110 notação binária 11111111 11111111 11111111 00000000 Máscara de rede 10000000 00001010 00000010 00000000 Endereço da rede Resultado: IP da rede: 128.10.2.0
Encaminhamento dos pacotes Máquina: 200.10.3.3 Mascara: 255.255.255.0 Máquina: 200.10.3.1 Mascara: 255.255.255.0 Rede: 200.10.3.0 Mascara: 255.255.255.0 Máquina: 200.10.3.2 Mascara: 255.255.255.0 and Rede: 200.10.1.0 Mascara: 255.255.255.0 and and Rede: 200.10.2.0 Mascara: 255.255.255.0 Máquina: 200.10.2.2 Mascara: 255.255.255.0 Máquina: 200.10.1.1 Mascara: 255.255.255.0 Máquina: 200.10.1.2 Mascara: 255.255.255.0 Máquina: 200.10.2.1 Mascara: 255.255.255.0 Máquina: 200.10.2.3 Mascara: 255.255.255.0
Sub-redes No esforço de criar domínios de broadcast menores e com isso ter uma melhor utilização dos bits em uma identificação de host, uma rede IP pode ser subdividida em pequenas redes, cada qual limitada por um roteador IP e atribuída a uma nova identificação de sub-rede, na qual é um subconjunto da identificação de rede original baseada em classes. Desta forma cria-se sub-redes, subdivisões de uma rede IP, onde cada sub-rede possui sua única identificação de sub-rede. Para a criação da sub-rede, é necessário utilizar uma parte do endereço do Host para a identificação da sub-rede. No caso abaixo, pegou-se emprestado três bits da parte do Host para identificação da sub-rede.
Sub-rede (4 bits emprestados ) Endereço de Rede Redes Possíveis Endereço de Broadcast
Regras para a criação da sub-rede Usar pelo menos 2 bits para identificação da sub-rede; 11111111 11111111 11111111 11000000 Deixar pelo menos 2 bits para a identificação do host. 11111111 11111111 11111111 11111100
Sub-redes da Classe C Nº de Bits Mascara subrede Subredes Hosts 2 255.255.255.192 2 62 3 255.255.255.224 6 30 4 255.255.255.240 14 14 5 244.244.244.248 30 6 6 255.255.255.252 62 2
Cabeçalho IP