3a - Interligacao de Redes

Redes de Computadores

1/66Rui SilvaResponsável: Data: Pág.:

4ª Ano 1º Semestre 2006 / 2007Versão

2.1

3 – Interligação de redes (Camada de rede)

3 – Interligação de redesInterligaInterligaçção de redesão de redes




2.1

3.1 – Conceitos de interligação de redes

3.1 Conceitos

Internetworking

InterligaInterligaçção de redesão de redes




2.1

IntroduçãoInterligaInterligaçção de redesão de redes

Objectivos da interligação de redes através do protocolo IP (IP – Internet Protocol)

Efectuar a interligação de redes utilizando um único protocolo, operando ao nível 3 OSITodas as aplicações e protocolos superiores serão suportados pelo IP

Criar um espaço de endereçamento global

Universalidade no endereçamentoEscalável – Endereçamento hierárquico

Simplicidade

Providencia serviço de rede datagrama não orientado à ligação (Best effort datagrams)Independente da aplicação

As tarefas mais complexas (controlo de fluxo e congestão, fiabilidade, etc.) Funcionamento Extremo a Extremo

são deixadas para o nível 4 ou superior do OSI (TCP ou Aplicação)(“Saltzer J., End to End arguments in system design” ACM Transactions on Computer Systems)




2.1


Modelo de interligação de redes IP

Implementado nos utilizadores (end systems) e nós de rede

TCP -> Funcionamento extremo a extremo

Modelo de interligação IP




2.1


Funções básicas da camada de rede

Funções básicas da camada de rede

•Encaminhar pacotes ao longo da rede( Os Protocolos de rede são implementados

em cada router e computador)

Objectivos

Funções•Determinação do caminho

Qual a rota percorrida pelos pacotes daorigem para o destino ? - Algoritmos de encaminhamento

•Expedição (forwarding)

Transferir os pacotes da entrada do routerpara a saída apropriada, o mais rápidopossível




2.1


Modelo de serviço de rede da Internet

Modelo datagrama (não orientado à ligação)

•Não há conceito de ligação ao nível de rede•Pacotes encaminhados usando endereço de destino

Hop by Hop routing.

•Cada router recebe o pacote, analisa o endereço de destinoe entrega-o ao próximo router

•Os routers não sabem o estado das ligações extremo a extremo

•Best effort service




2.1


3.2 – IP (Internet Protocol)

3.2 Protocolo IP




2.1

Protocolo IPInterligaInterligaçção de redesão de redes Endereçamento

Endereço IP

•Identificador de 32 bits•Utilizado em sistemas terminais e interfaces de routers

Interface•Routers têm múltiplas interfaces•Os sistemas terminais podem termúltiplas interfaces

•Os endereços IP estão associados às interfacese não aos sistemas terminais ou aos routers




2.1


Notação - Dotted Decimal

Divisão do endereço em 4 grupos de 8 bitsConversão binário-decimal de cada grupo de 8 bitsCada grupo de 8 bits no formato decimal separado por “.” => 172.16.122.204

Conversão binário-Decimal (Soma dos pesos dos bit’s a 1)

NotaçãoProtocolo IP




2.1


Separação Rede-Host

Rede e Host

Conceito de rede•Internet -> Interligação de redes•Cada interface de 1 router corresponde a uma

rede IP (“Endereço do Cabo”)•Numa rede existem 1 ou vários Hosts•Permite que a comunicação entre Hosts perten-centes à mesma rede se efectue sem a interven-ção do router.

Rede de computadores constituída por 3 redes IP, cujos endereços começam em 223.-> Os primeiros 24 bits identificam a rede os últimos 8 bits identificam o Host na rede

Identificador da rede•Bits mais significativos do endereço IP

Identificador do Host•Bits menos significativos do endereço IP

Protocolo IP




2.1


3.2.1 – Endereçamento por classes (Classfull)

3.2.1 Calssfull addressing




2.1

InterligaInterligaçção de redesão de redesEndereçamento IP

Endereçamento Classfull

Classes de endereços (Endereços classfull ou por classes)

Regra do 1º Octeto para determinação da classe

MSB fixo a 0. 8 bits para rede 24 bits HostDe 00000000 a 01111111

Exemplo p/ classe A

0.0.0.0 -> Reservado para “default routes”127.0.0.0 -> Reservado para “loopback”Gamas válidas: 1 a 126

Classe BMSB’s fixo a 10. 16 bits para rede 16 bits HostGamas: 128 a 191Classe CMSB’s fixo a 110. 24 bits para rede 8 bits HostGamas: 192 a 223Classe D (MultiCast)Gamas: 224 239

Network Boundary

Reservada p/ experiência




2.1


Nº Hosts e redes por classe

Número de Hosts e redes por classe de endereçamentoClasse A

(0xxxxxx) = 7 bits , menos a rede 0 e 127 = redes( ) 12627^2 =−•Nº de redes

•Nº de Hosts24 bits , menos o 1º endereço – ´tudo a zeros que identifica a rede e o último endereço

( ) 214.777.16224^2 =−tudo a 1’s que é o endereço broadcast = hosts.Classe B•Nº de redes(10xxxxxx.xxxxxxxx) = 14 bits = redes( ) 384.1614^2 =

•Nº de Hosts16 bits , excepto o 1º e último endereço = hosts( ) 534.65216^2 =−

Classe C(110xxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx) = 21 bits rede = redes( ) 152.097.221^2 =

8 bits Host , excepto o 1º e último endereço = hosts. ( ) 25428^2 =−

Reservadas




2.1


Endereços especiais reservados

Endereço da rede

Broadcast Direccionado (Todos os hosts na subrede)

Broadcast local (Só tem efeito na LAN)

“default route”

Loopback

Identifica o host em determinada rede (subnet zero)

Broadcast todos os Host em todas as subnets

(RFC 1812 – Requirements for IPV4 Routers)

(RFC 791 DARPA IP Protocol Specification)

(RFC 1812 – Requirements for IPV4 Routers)

Rede SubRede Tudo a 1’s na subrede e HostTudo 1sBroadcast directo mais abrangente




2.1


Interligação de duas redes de classes diferentes

Classe B Classe A

As tabelas de routing contêm automaticamente as redesdirectamente ligadas

Atenção !




2.1


Entidades reguladoras

Entidades que controlam a distribuição dos endereços IPA nível mundial:

•INTERNIC (Internet information center) – www.internic.com

A nível regional:•Europa

•RIPE (Réseaux IP Européens)•EUA

•ARIN (American Registry for Internet Numbers)

•ASIA•APNIC (Asia Pacific Network Information Center)

A nível local:•ISP’s -> Obtêm blocos de endereços das autoridades regionais (RIPE, etc.)•Organizações locais -> Obtém endereçamento (redes) dos ISP’s•Grandes Organizações -> Podem obter endereços das autoridades regionais (RIPE, etc)




2.1


Endereçameto privado

Endereçamento privadoEndereços a ser utilizados em intranetsCada utilizador pode atribuir as redes que quiserSão especificados no RFC 1918 – Private address space

Gamas de endereçamento privado (RFC 1918)Classe A

Classe B

Classe C

Estas gamas de endereçamento não são encaminháveis na internet




2.1


Subnetting – (FLSM – Fixed Length Subnet Mask)É utilizada para aumentar a flexibilidade no endereçamentoPermite a introdução de outro nível hierárquico de endereçamentoAs classes B’s reservam 16 milhões de hosts, mesmo que só existam 2000

Permite a alteração do número de redes e hosts, alterando o nº de bits utilizadospara a subnet e para os Hosts

Necessita de máscara de rede, de modo a identificar a rede (subnet) no endereço IPVai emprestar alguns bits da porção do host (múltiplos de 8) para identificar a rede .

Operação lógica AND entre Máscara e Endereço = Rede




2.1


Subnetting

SubnettingExemplo:

Necessito de 250 redes, cada uma com máximo de 254 hosts-> Atribuição de 250 redes classe C ? (Já esgotadas)-> Atribuição de 1 rede classe B (Ex: Rede 172.16.0.0)

Posso subdividir a rede 172.16.0.0 entre 172.16.1.0 e 172.16.250.0Dividi uma classe B em 250 subredes (250 redes como se fossem classe C)

Por cada subrede 172.16.x.0 posso atribuir 254 endereçosObtenho 254 hosts por cada subrede

A rede 172.16.0.0 é denominada Major NetworkAs redes 172.16.x.0 são denominadas subnets




2.1


Mascara de rede

É utilizada para identificar a rede, no endereço IP de 32 bits

Máscara de rede

Os dispositivos de rede e hosts, determinam a rede, (contida no endereço IP) efectuando a operação AND entre o IP e a Máscara de rede

Mascara para classe B




2.1


Máscara de rede ( Exemplo de utilização)Dada a rede 172.16.0.0 (Classe B) qual a máscara para 250 redes e 250 hosts por rede ?

= 255.255.255.0

Necessito 8 bits para rede e 8 bits para hosts

172.16.x.200255.255.255.0172.16.x.0

AND

Ex: Host A envia dados para B: 172.16.2.160 255.255.255.0 -> 172.16.2.2 255.255.255.0Host A necessita saber qual a rede de destino: Efetua “IP AND Máscara de rede”O resultado é a rede : 172.16.2.0: Está na mesma subrede. Não envia para o router.

A

B

Os routers fazem a mesma operação ao receberem pacotes para determinar o interface de saída onde se localiza a rede de destino

Máscara estendida




2.1


Máscara de redeOperação “AND” para obtenção da subrede

IPMáscara

AND

= SUBREDE

O número da rede é estendido por 8 bits

Notação: 172.16.2.0/24 -> Em que /24 indica o comprimento em bits da máscara de rede




2.1


3.2.2 – CIDR (Classless InterDomain Routing)

3.2.2 CIDR e VLSMs

e VLSM’s




2.1


CIDR e VLSM’s (Mascaras de comprimento variável)Surgiu para permitir total flexibilidade no número de redes e hosts para qualquer endereço IP

VLSM

A parte do endereço que identifica a rede tem um tamanho arbitrário (No endereçamento classfull apenas eram permitidos múltiplos de 8 bits)

O formato do endereço é: a.b.c.d/x em que x representa o nº de bits identificadores da redex é denominado prefixo de rede.

A rede e respectiva máscara seria: 200.23.16.0 255.255.254.0




2.1


CIDR e VLSM’s (Mascaras de comprimento variável)

Admitamos a subnet 172.16.1.0/24 , da rede 172.16.0.0/16

10101100.00010000.00000001.00000000172 16 1 0

Rede Host

Fico com 8 bits da parte do Hosts parasubdividir em mais subredes

10101100.00010000.00000001.00000000

Host

“Roubando” 2 bits ao Host, fico com várias subredes dentro da subrede 172.16.1.0/24

172 16 1 0

= Várias 172.16.1.0 /2610101100.00010000.00000001.0110101100.00010000.00000001.1010101100.00010000.00000001.11 422 2 ==n

Nº subredes adicionais:

Nº Hosts por cada subrede: 622222 6 =−=−n1ª subnet: 172.16.1.0 /26 255.255.255.1922ª subnet: 172.16.1.64/26 255.255..255.1923ª subnet: 172.16.1.128/26 255.255.255.192

Rede

Subnets da rede VLSM: 172.16.1.0/26

O 1º Host é reservado para endereço da subnetO último Host é reservado para endereço broadcast4ª subnet: 172.16.1.192/26 255.255.255.192

(*) Ver Nota no slide seguinte




2.1


CIDR e VLSM’s (Mascaras de comprimento variável)Notas adicionaisInicialmente não era aconselhada a utilização da “subnet” zero ou “um”, ou seja todos os endereçosque contenham tudo a zeros ou tudo a uns, na porção que identifica a subnet (Ver RFC 1009)A fórmula de cálculo para o nº de subnets e hosts era dada por:

22 Subnets Nº −= n (as 2 subnets subraídas são as que contêm tudo zero ou um na sua porção de endereço IP)Isto justificava-se pelo facto de os protocolos de encaminhamento IP funcionarem por classes não contendo informação sobre a máscara de rede. Deste modo, para os endereços pertencentes à major network 172.16.0.0/16 e à sua subnet 172.16.0.0/24 (zero) não é possível distinguir entre os brodcasts para todas as subnets (172.16.255.255/16) e os broadcasts para a sub-net que é identificada com todos os bits a um (172.16.255.255/24)

Os protocolos actualmente não funcionam por classes, contendo sempre informação sobre a máscarade rede, eliminando o problema anterior. ( Ver RFC 1812 e 1878 para mais detalhes )Ao longo dos próximos capítulos, se nada for dito em contrário, será assumida a nova versão de

cálculo do nº de redes utilizando VLSM’s (Protocolos ignoram a classe e contêm a máscara)n2 Subnets Nº =




2.1


VLSMs – Exemplo de aplicaçãoFoi atribuído ao departamento de radiotecnia da escola, o seguinte bloco de

Rede 1 (LAN)

Rede 2 (LAN)

Rede 3 (LAN)

Rede 4 (LAN)

Rede 5 (LAN)

Rede 6 (Série PTP)

Rede 7 (Série PTP)

Rede 8 (Série PTP)

endereçamento: 172.16.8.0/21

25 utilizadores

18 utilizadores

30 utilizadores

145 utilizadores

251 utilizadores

Utilizando VLSM’s atribua o endereçamento conveniente às redes da figura:




2.1


VLSMs – Exemplo de aplicaçãoResposta:

Tenho 2 redes com 145 e 251 utilizadores: A potência de 2 mais próxima é 8 (28-2=254)- Necessito de duas subredes (rede 1 e 2) com 8 bits para Hosts = /24.

Tenho 3 redes com 25, 28 e 30 utilizadores: A potência de 2 mais próxima é 5 (25-2=30)- Necessito de três subredes (rede 3,4 e5 ) com 5 bits para Hosts = /27.

Tenho 3 redes ponto a ponto (2 endereços) A potência 2 mais próxima é 2 (22-2=2)- Necessito de três subredes (rede 6,7,8 ) com 2 bits para Hosts = /30.

1ª Iteração: Atribuir 2 blocos contíguos /24 à rede 1 e 2. (1ª e 2ª Subnet)2ª Iteração: Dividir o 3º bloco /24 em 6 subnets / 27, e atribuir 3 contíguas às redes 2,4 e 5 3ª Iteração: Dividir o 6º bloco /24 em 6 subnets / 30, e atribui-los às redes 6,7 e 8

Permite margem de crescimento para mais redes remotas




2.1



Com 172.16.8.0 /21 obtenho 8 subredes /24

10101100.00010000.00001 000.00000000 810101100.00010000.00001 001.00000000 910101100.00010000.00001 010.00000000 1010101100.00010000.00001 011.00000000 1110101100.00010000.00001 100.00000000 1210101100.00010000.00001 101.00000000 1310101100.00010000.00001 110.00000000 1410101100.00010000.00001 111.00000000 15

172 16 8 0 Subrede

/21/24

Gamas utilizáveis 172.16.8.0/24a 172.16.15.0/24

Atribuir as subredes 172.16.8.0 /24 e 172.16.9.0 /24 às LAN’s 1 e 2 respectivamente8 bit

Para conseguir 8 bits para hosts aumento a máscara para /24 (Roubo 3 bits ao Host = 23-2=6)




2.1



Com 172.16.11.0 /24 obtenho 8 subredes /27 (Roubo 3 bits ao Host = 23-2=6)

10101100.00010000.00001 010.00000000 010101100.00010000.00001 010.00100000 3210101100.00010000.00001 010.01000000 6410101100.00010000.00001 010.01100000 9610101100.00010000.00001 010.10000000 12810101100.00010000.00001 010.10100000 16010101100.00010000.00001 010.11000000 19210101100.00010000.00001 010.11100000 224

172 16 10 0 Subrede

/24/27

Subredes: 172.16.10.0/27a 172.16.11.224/27

Atribuir as subredes 172.16.10.0 /27 , 172.16.10.32 /27 e 172.16.10.64 /27Às LAN’s 3, 4 e 5 respectivamente -> Sobram as 96, 128,160…224




2.1


VLSMs – Exemplo de aplicação

Resposta:

Com 172.16.10.224 /27 obtenho 8 subredes /30 (Roubo 3 bits ao Host = 23-2=6)

10101100.00010000.00001 010.111001 00 22810101100.00010000.00001 010.111010 00 23210101100.00010000.00001 010.111011 00 23610101100.00010000.00001 010.111100 00 24010101100.00010000.00001 010.111101 00 24410101100.00010000.00001 010.111110 00 24810101100.00010000.00001 010.111111 00 252

172 16 10 224 Subrede

/27/30

Gamas utilizáveis 172.16.10.224 /30a 172.16.10.252 /30

Atribuir as subredes 172.16.10.224 /30 , 172.16.10.228 /30 e 172.16.11.232 /30Aos interfaces PTP -> redes 6, 7 e 8 respectivamente

Para permitir margem de crescimento dos sites remotos utilizo a mais alta /27 livre para n=30

10101100.00010000.00001 010.111000 00 224




2.1


Sumarização

Sumarização

A sumarização consiste no agrupamento de blocos de endereços de modo a reduziras tabelas de routing dos routers

Apenas anuncia 1 prefixo172.16.12.0 /22

Quatro redes /24 E1S1

S2

172.16.12.0 /24 E1Rede Interface

172.16.13.0 /24172.16.14.0 /24172.16.15.0 /24

E1S1S2

Tabela Routing D 172.16.12.0 /22 S1Rede Interface

Tabela Routing E

S1




2.1


Sumarização

A sumarização é calculada com base no nº de bits comuns a todos os blocos de endereços

Entre 172.16.12.0 e 172.16.15.0 existem 22 bits em comum.

A sumarização é feita em 172.16.12.0 /22




2.1


Formato datagrama IP

Formato datagrama IP

Header de (4x5) 20 bytesexcluindo campo opções

Opções: Pode ir até 40 bytes

Protocolo IP

16 bit8 bit4 bit




2.1


3.2.3 – Fragmentação e reassemblagem

3.2.3 Fragmentação

dos pacotes IP




2.1


Fragmentação e reassemblagem

Fragmentação

IP Pode trabalhar sobre diversos meios físicos•Cada rede impõe diferentes tamanhos máx. de pacotes

•Ethernet: 1500 bytes

denominado MTU (Maximum Transfer Unit)

•FDDI: 4464 bytes•X.25 e SLIP:576 bytes

•Os datagramas IP com tamanho superior ao MTUdo interface são fragmentados na rede

•Um datagrama transforma-se em vários datagramas•São “reassemblados” no destino final

Protocolo IP

MTU = HeaderIP + PayloadIP

•Valores típicos de MTU por interface

•Por cada fragmento de um pacote original é adicionadonovo Header: Problemas Overhead + processamento adicional ATENÇÃO




2.1


Fragmentação e reassemblagemIdentificação dos fragmentos relacionados

É efectuada através de campos no cabeçalho IP

Identificador do pacote: 3 bits: 1º não usado2º bit: DF bit. Se a “1” indica que o pacote não deve serfragmentado: Cada pacote que chegue a um router, com DF = 1 e maior que o MTU é descartado.

Igual para todos os fragmentosdo mesmo pacote

3º bit: MF bit. (More Fragment). Indica ao destino se existem mais fragmentos do mesmo pacote. Caso 1, hámais fragmentos. Caso 0 é o último fragmento

Protocolo IP

13 bits: Posição do fragmento no pacote




2.1

InterligaInterligaçção de redesão de redesProtocolo IP

Fragmentação e reassemblagemCalculo da fragmentação de um pacote

Campo Fragment Offset só tem 13 bits: dá um valor para contagem máximo de 213 = 8192Este valor é multiplicado por 8 -> 8192*8 = 65536 bytes -> máximo que é

Problema:

O comprimento máximo dos dados num fragmento tem que ser múltiplo inteiro de 8

Cálculo do offset: - Posição relativa do fragmento relativamente ao pacote originalOffset = Soma de todos os payloads dos pacotes anteriores fragmentados

possível fragmentar

excepto para o último fragmentoImplica: O Payload de todos pacotes (fragmentos) cujo bit M=1 tem que ser

divisível por 8

Ou seja: O meu Payload somado ao Fragment Offset = Tamanho total to pacote até aqui.




2.1


Exemplo:Para um pacote de dados IP com 1504 bytes incluindo cabeçalho, ser enviado através de uma ligação X.25 com

MTU = 576, qual o comprimento L, ID, M bit e valores de offset para cada fragmento ?

Fragmentação e reassemblagem

20 1484

20 552576 – 20 = 556 556 não é múltiplo de 8.

ID = K L=1504 Offset = 0bytes

ID=K L=572 M=1 Off =0MTU=576Payload: =

O múltiplo de 8 mais próximo é 552M=1 -> Não é o último fragmentoOffset = 0: Não há fragmentos anteriores

20 552 ID=K L=572 M=1 Off =69MTU=576Payload: = Igual ao anterior (Máximo do pacote) M=1 -> Não é o último fragmentoOffset = 69*8 = 552: A soma dos payloads anterioresé 552

20 380 ID=K L=400 M=0 Off =138MTU=576Payload: = Cabe o restante do pacote (380 bytes) M=0 -> É o último fragmentoOffset = 138*8 = 1104: A soma dos payloads anterioresé 1104

Header Payload

Payload

Payload

Header

Header

M=0 Pacote original




2.1


3.2.4 – ARP (Address Resolution Protocol)

3.2.4 ARP




2.1


ARP

ARP – Address resolution ProtocolNuma rede local (LAN) é necessário conhecer o endereço MAC de destino

Quero enviar p/ 10.1.1.3

Qual o MAC Address?

Rede 10.1.1.0 /24

10.1.1.1 /24

10.1.1.2 /24

10.1.1.3 /2410.1.2.2 /24

10.1.2.1 /24

Rede 10.1.2.0 /24

Os Hosts e Routers numa rede IP mantêm uma tabela que mapeia endereços IP a endereços MAC

CaracterísticasProtocolo request / reply “peer to peer”Request é enviado em tramas MAC Broadcast. Reply enviado em tramas MAC Unicast

chamada Arp Cache




2.1


Rede 10.1.1.0 /24

10.1.1.1 /24

10.1.1.2 /24

10.1.1.3 /2410.1.2.2 /24

10.1.2.1 /24

Rede 10.1.2.0 /24

ARP – Address resolution ProtocolConstrução das tabelas ARP (Arp Cache)

11 A envia dados para o router. Apenas conhece

o endereço IP. Envia uma mensagem ARPRequest (Broadcast a nível MAC)

2 Router responde com ARP ReplyPara o endereço MAC Unicast originadorA resposta contêm o seu endereço MAC

2Request

Reply

10.1.1.3 0260.8c01.3333IP Hardware Address

Tabela ARP Host A

10.1.1.1 0260.8c01.4444

Timeout240 s Após Timout são automaticamente apagados da cache.240 s

Comando para ver tabelas ARP Windows: arp -a




2.1


ARP – Address resolution ProtocolFormato da trama

HARDWARE TYPE - Identificação da rede física (Ethernet = 1)

PROTOCOL TYPE - Identificação do protocolo de nível rede(IP = 0x8000)

HLEN - Dimensão dos endereços da rede física (Ethernet = 6)

PLEN - Dimensão dos endereços do protocolo de encaminhamento (IP = 4)

OPERATION - Tipo da trama (ARP Rq, ARP Rpl, RARP Rq, RARP Rpl)

SENDER HA - Endereço físico (MAC) de origem

SENDER IP – Endereço IP dp originador da mensagem ARP

TARGET HA - Endereço físico (MAC) de destino

TARGET IP – Endereço IP de destino, ao qual o originadorpretende obter o MAC de destino

Formato mensagem




2.1


ARP – Address resolution ProtocolExemplo operação – ARP Request

Não sabe qual o MAC de destino (Request)IP de destino ao qual necessita saber o MAC

MAC Origem

Não sabe o MAC destino

Exemplos Operação

Opcode = 1 (Request)

Envia BROADCAST

Mensagem ARP Começa Aqui

Trama Ethernet ( Nível MAC) Começa Aqui




2.1


ARP – Address resolution ProtocolExemplo operação

Mensagem ARP Começa Aqui

Trama Ethernet ( Nível MAC) Começa Aqui

Na resposta é UNICASTSabe o MAC de Origem do pedido

Este é o MAC pedidoOpcode = 2 (Reply)




2.1


3.2.5 – ICMP (Internet Control Message Protocol)

3.2.5 ICMP




2.1


ICMP

ICMP – Internet Control Message Protocol

•Reporte de erros

para transferir informação de controloUtilizado pelos Hosts e Routers

a nível de rede

•Endereço, porto, protocolo não atingível•Teste de conectividade IP

•Pedido / resposta de eco (comando PING)

•Mensagens ICMP são transportadasem datagramas IP

Tipo de mensagemCódigo da mensagem




2.1


Formato mensagem

ICMP – Internet Control Message Protocol

Formato mensagem “echo request / reply”-> Utilizadas pelo comando “ping”

Identifier: Distingue entre aplicações na mesma máquina (Ex: diferentes echo servers)Seq. Number: Distinção entre mensagens da mesma aplicação (Ex: Request / Reply)Nota: Ver exemplo pág 591 Livro - Echo Request / Reply com o EtherReal




2.1


ICMP – Internet Control Message ProtocolExemplo operação – ICMP echo Request

Nº Sequência identifica o pedido




2.1


ICMP – Internet Control Message ProtocolExemplo operação – ICMP echo Reply

Nº Sequência relaciona a resposta com o pedido




2.1


3.2.6 – DHCP – Dynamic Host Configuration Protocol

3.2.6 DHCP




2.1


Objectivo:

•Permitir que um sistema terminal obtenha dinamicamente o seu endereço IP de um servidor da rede quando se liga à rede

•Pode renovar o empréstimo de um endereço em uso

•Permite reutilização de endereços (apenas mantém o endereço quando está ligado)

•Suporta utilizadores móveis que queiram ligar-se à rede

Resumo do DHCP:

•Sistema terminal envia msg em difusão .DHCP discover.

•Servidor de DHCP responde com msg .DHCP offer.

•Sistema terminal pede endereço IP: msg .DHCP request.

•Servidor DHCP envia endereço: msg .DHCP ack.

DHCP




2.1


DHCPCenário Cliente – Servidor DHCP




2.1


Cenário Cliente – Servidor DHCPDHCP Qual o end DHCP?

Selecção do DHCP server

Cliente escolheu DHCP server

Inicia a negociação com o DHCP Server escolhido

(Podem existir vários)

(Ex: 1ª Offer recebida)




2.1


3.2.7 – NAT (Network Address Translator)

3.2.7 NAT




2.1


NAT

NAT – Network Address Translator

Objectivo: Permitir conectividade entre redes privadas e públicas (Internet)

Endereçamento privado (RFC 1918)Endereçamento RIPE (Ex: Internet)

Rede 10.0.0.0 /24

Espaço de endereçamento privado (RFC 1918) não é encaminhado na internetPara haver conectividade, cada computador teria que ter um endereço registado RIPE (público)

Os endereços de origem na rede local (privada) são modificados sem notificar a rede

NAT Router

exterior (internet)

Rede Local privadaInternet




2.1


NAT – Network Address TranslatorTipos de NAT1 - NAT simples ou 1 para 1

•É mantida uma tabela de correspondência entre os endereços IP de origem privados e públicos (tabela NAT)Estático

Dinâmico

•A correspondência de endereços IP de origem privados e públicos atribuida pelo administrador de rede•A Cada computador da rede local é atribuída uma correspondência fixa entre endereço privado e público

•A correspondência de endereços IP de origem privados e públicos atribuida automáticamente pelo routerdentro de uma gama definida pelo administrador de rede)•Cada computador local pode sair com diferentes endereços de origem, dentro da gama (rede) atribuida

2 - NAT “n para 1” (ou com “overload”) -> Também pode ser: n para y com y<n•Vários computadores na rede local saem para o exterior com um único endereço IP•A unicidade dos endereços é mantida, adicionando o porto de origem da aplicação ao endereço IP local•O router NAT passa a actuar ao nível 4 do OSI.•É mantida uma tabela de correspondência entre os endereços(Origem-Destino) IP:Porto de origem

Tipos de NAT

•Também pode ser estático ou dinâmico




2.1


3.2.7.1 – NAT Simples (1->1)

3.2.7.1 NAT Simples (1->1)




2.1


NAT – Network Address TranslatorOperação NAT simples (End. Origem) 1 – Host A (1.1.1.1) envia pacote para B (9.6.7.3)

2 – O Pacote chega ao router, que analiza a tabela de NAT

3 – O Router substitui o endereço de origem do pacote IP -> Privado 1.1.1.1 pelo endereço Publico 2.2.2.2 e encaminha o pacote.

4 – Host B recebe o pacote e responde ao Host 1.1.1.1 recorrendo ao endereço de origem recebido (2.2.2.2) passa a D.A.

5 – Router recebe o pacote efectua uma pesquisa na tabela de NAT (chave = End. Publico). Subsitui o endereço de destino do pacote para o Privado 1.1.1.16 – Host A (1.1.1.1) recebe o pacote

Resposta

Operação

Pedido

Nota: SA = Source Address (Endereço de origem)DA = Destination Address (Endereço de destino)




2.1


3.2.7.2 – NAT N para 1

4.2.6.1 NAT N->1




2.1


Operação

NAT – Network Address TranslatorOperação NAT N->1




2.1


•Guardar (na tabela de tradução NAT) todos os pares de tradução (endereço IP de origem, #porto)

NAT – Network Address TranslatorImplementação NAT N->1 (Overload)

•Datagramas que saem: substituir (endereço IP de rigem, #porto) de cada datagrama que sai por(endereço IP do NAT, novo #porto)

•clientes/servidores remotos responderão usando como endereço de destino(endereço IP do NAT, novo #porto).

•Datagramas de entrada: substituir (endereço IP do NAT, novo #porto) nos campos de destino de cadadatagrama que chega, o valor correspondente de (endereço IP de origem, #porto)guardado na tabela do NAT

Um router NAT deve:

para (endereço IP do NAT, novo #porto)




2.1


NAT – Network Address TranslatorConsideraçõesCampo do porto tem 16 bits

•Teóricamente permite 65535 ligações simultâneas com um único endereço público!

O router NAT tenta preservar o porto de origem da aplicação para criar um identificador único•Caso o porto de origem já esteja em uso, o router atribui o próximo endereço de porto livre

A tradução de endereços NAT é controversa

•Viola o argumento extremo a extremo•A possibilidade de suporte de NAT tem que ser levada em conta pelos programadores deaplicações. (Ver RFC1631 http://www.ietf.org/rfc/rfc1631.txt?number=1631)

•Processamento adicional e atrasos desnecessários na rede

A escassez de endereços será resolvida pelo IPV6

•O router passa a ter que operar ao nível 4 do OSI

•Esconde os endereços locais (Uma forma de segurança que na prática só gera confusão edificulta pesquisa de problemas nas redes)




2.1

3 Interligação de redes (Camada de rede)Resumo

•Introdução•Protocolo IP

•Formato do endereço

•ARP

•Endereçamento por classes (Classfull)•Notação

•Subredes

•Operação e funcionamento•Sumarização

•Conceitos•Exemplos de Operação

•Cálculo de VLSM’s


•Entidades reguladoras •Endereços Especiais e reservados

•CIDR e VLSM’s

•Datagrama IP•Formato•Fragmentação

•ICMP•Conceitos•Exemplos de Operação

•DHCP

•Exemplos de Operação•Conceitos

•NAT•NAT 1 para 1•Exemplos de Operação•NAT N para 1•Exemplos de Operação




2.1

ReferênciasReferênciasLeonLeon Garcia Garcia –– CommunicationCommunication NetworksNetworks, Cap. VI , Cap. VI

DehavenDehaven, , JenniferJennifer –– RoutingRouting TCP/IP TCP/IP VolVol I I -- Cisco Cisco SystemsSystems CCIE Professional CCIE Professional DevelopmentDevelopment ((CapCap I)I)


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Comer, Comer, DouglasDouglas –– InternetworkingInternetworking WithWith TCP/IP , TCP/IP , principlesprinciples protocolsprotocols andand architecturesarchitectures (Cap. III, IV , V, IX e X)(Cap. III, IV , V, IX e X)TanembaumTanembaum –– ComputerComputer NetworksNetworks 4rd 4rd EditionEdition (Cap. V (Cap. V NetworkNetwork LayerLayer))

ZininZinin –– Cisco IP Cisco IP RoutingRouting –– PacketPacket ForwardingForwarding andand IntraIntra--DomainDomain RoutingRouting ProtocolsProtocols ((CapCap I)I)

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2.1

FIMFIM

Documents

3a - Interligacao de Redes