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A arquitetura TCP/IP TCP = Transmission Control Protocol, IP = Internet Protocol
TCP – È um protocolo “connection –oriented” ( com estabelecimento de circuito)
da camada “transporte” na Arquitetura TCP/IP. Ele garante a entrega de dados
a um usuário local ou remoto. Os dados são entregues sem erros na ordem correta
e sem duplicação
Protocolo- È um conjunto de regras, formatos e temporização, que são utilizados
para troca de informações entre dois ou mais computadores.
CircuitoCircuito – Canal de transmissão lógico (e não físico) estabelecido entre os
pontos terminais da rede de comunicação.
Os DTEs (data terminal equipament) acessam circuitos virtuais através
de um identificador especificado no cabeçalho dos pacotes.
A rede organiza um circuito virtual e mantém a associação para
transmitir na rede.
A arquitetura TCP/IP
• TCP e IP são 02 protocolos independentes .
• O IP (orientado a conexão) é sempre usado nesta arquitetura.,
• O TCP nem sempre.Mas quando se fala em TCP/IP não se está falando
dos 02 protocolos e sim da Arquitetura que, além desses 02, possui
dezenas de outros Protocolos . Como por ex.
• PPP, IP, TCP, FTP, TELNET, SMTP, BOOTP, DNS, SNMP, UDP.
Modelo OSI
APLICAÇÃO
APRESENTAÇÃO
SESSÃO
TRANSPORTE
REDE
ENLACE DE DADOS
CAMADA FÍSICA
Modelo OSI (Open System Interconnection)
Modelo OSI (Open System Interconnection) X Arquitetura TCP/IP)
Aplicação
Apresentação
Sessão
Transporte
Rede
Enlace de dados
Camada Física
Enlace
Transporte
Aplicação
Rede
Modelo OSI Arquitetura TCP/IP
Modelo OSI
• A 7- Aplicação
7 – APLICAÇÃO: Disponibiliza serviços de rede, para processos
aplicativos como: correio eletrônico, transf. de arquivos,
emulação de terminais.
6 – APRESENTAÇÃO: Representação de dados, estrutura de dados,
negocia a sintaxe de transf. de dados da camada aplicação.
5 – SESSÃO: Estabelece, gerência e termina sessões entre aplicativos.
3 – REDE: Fornece conectividade e seleção de caminhos entre dois
Sistemas finais.
2 -ENLACE DE DADOS: Fornece transferência, notificação de erro,
e controle de fluxo de sinais
1 - CAMADA FÍSICA: Fios conectores, voltagens, transmissão da taxa
de dados.
4 – TRANSPORTE: Trata conexões entre hosts, detecção e recuperação de falhas, controle de fluxo de informações,
Ex. se a rede conecta ou não, se chegou ou não seu arquivo.
Comparando-se a arquitetura TCP/IP com o modelo OSI que está
estruturado em 7 camadas pode-se dizer que:
Na arquitetura TCP/IP a camada de aplicação assume, além das funções da camada de aplicação do Modelo OSI. Também as funções
das camadas OSI de apresentação e de sessão:
As camadas de transporte e de Rede são bastante assemelhadas
em funções a essas mesmas camadas do Modelo OSI.
Comparação entre a arquitetura TCP/IP e o modelo OSI
Na arquitetura TCP/IP a camada de enlace assume, além das
funções da camada de Enlace do Modelo OSI. Também as funções da camada Física ISO.
O TCP trata os dados recebidos da Aplicação
(conhecido como carga útil), como sendo um trem de octetos
Numerando esses octetos sequencialmente)
Comparação entre a arquitetura TCP/IP e o modelo OSI
Ex. quando a carga é recebida em volume maior que o ideal para
ser transmitido o TCP Fragmenta-a em blocos de tamanho padrão
(default) igual a 536 octetos. A cada fragmento o TCP acrescenta
o seu próprio cabeçalho, sendo o Conjunto: (cabeçalho + fragmento)
chamado de segmento TCP, conf. Figura.
Cabeçalho TCP Dados da Aplicação (fragmento de carga útil)
O Fato das arquiteturas terem um número diferente de camadas não
Significa, por isso só, que o modelo OSI (que tem mais camadas) é
Capaz de realizar mais funções que a Arquitetura TCP/IP; quero dizer
que apenas que as diferentes funções foram agrupadas de uma
forma diferente. Isto porque as funções que tem que ser
executadas para viabilizar Uma solução aberta de redes
são sempre as mesmas.
Comparação entre a arquitetura TCP/IP e o modelo OSI
APLICAÇÃO
APRESENTAÇÃO
SESSÃO
TRANSPORTE
REDE
ENLACE DE DADOS
CAMADA FÍSICA
APLICAÇÃO
APRESENTAÇÃO
SESSÃO
TRANSPORTE
REDE
ENLACE DE DADOS
CAMADA FÍSICA
Comunicação Sistemas Abertos
Dados Dados
Nível Físico
Plug de 9 pinos SUB-DPlug de 25 pinos SUB-D (ISO 2110)
Plug de 8 pinos RJ-45
1 - CAMADA FÍSICA: Fios conectores, voltagens, transmissão da taxa de dados.
ESTRELA
ANEL
WIRELESS
Nível Enlace
...
BARRAMENTO
2 -ENLACE DE DADOS: Fornece transferência, notificação de erro, e controle de fluxo de sinais
ANSIFDDI
IEEE802.3
CSMA/CD
IEEE802.5TokenRing
IEEE 802.2 LLC
ETHERNET
PPP LAPB SDLC
EIA/TIA-232 V.24EIA/TIA-449 V35
G.703HSSI
LLC
MAC
ENLACE
FÍSICO
Padrões de níveis Físico-Enlace
LAN WAN
PHY
PMD
Nível Enlace
NÚMERO DE CONTROLECÓDIGO DO FABRICANTE
00AA00.2CFACA
Endereço físico (MAC)
24 bit/s 24 bit/s
Exemplo de códigos de fabricantes: 00-00-0C Cisco00-00-1B Novell00-00-1D Cabletron02-60-8C 3Com00-AA-00 Intel
3 Bytes 3 Bytes
Token Ring
|---|---|---|---|---|
EthernetRot. Rot.NNI
UNI UNI
Nível Rede
Serviço orientado à conexão
Ethernet: - Barramento, Padrão de cabeamento baseada em 10BaseT, cuja taxa é de 10 Mbits/seg.opera sómente com cabeamento categoria 4 ou 5 no Brasil.
Token Ring
|---|---|---|---|---|
Ethernet
Serviço não orientado à conexão
Nível Rede
Token Ring
Rot. Rot.NNI
UNI UNI
|---|---|---|---|---|
Ethernet
Token Ring
|---|---|---|---|---|
Ethernet
Token Ring – metódo usado na topologia anel, utiliza a tecnologia token passing em um anel físico; as estações se conectam a um Hub, cabeamento par trançado.
Unicast – Identifica 1 computador Individualmente na rede
...
Nível RedeNÓÀREADOMÍNIO SEGMENTO
3 – REDE: Fornece conectividade e seleção de caminhos entre doisSistemas finais.
APLICAÇÃO
APRESENTAÇÃO
SESSÃO
TRANSPORTE
CORREIOELETRÔNICO
EMULAÇÃODE
TERMINAL
TRNSFERÊNCIADE
ARQUIVO
...PORTE... DADOS
Endereçamento das Aplicações
Nível Transporte
segmento
4 – TRANSPORTE: Trata conexões entre hosts, detecção e recuperação de falhas, controle de fluxo de informações, Ex. se a rede conecta ou não, se chegou ou seu arquivo
Controle de fluxo fim-a-fim
Nível Transporte
transmite
Buffer cheio
Buffer vazio
não pronto
pronto
transmite
Nível Transporte
Send 1
Send 2
Send 2
Send 1
Send 3
Receive 1
Receive 2
Receive 1
Receive 2
Receive 3
Ack 2
Ack 3
Ack 4
Nível Sessão
Service Request
Service Reply
NetBIOSRPC
X WindowsNFS
5 – SESSÃO: Estabelece, gerência e termina sessões entre aplicativos.
Nível Apresentação
XKWygsdTUQQ
Criptografia
ABC ABC
Texto e DadosASCII
EBCDIC
Gráfico e ImagensGIF
JPEGPCXTIFFWMF
Sons e AnimaçõesAVIMIDI
MPEGWAV
Codificação dos dados
6 – APRESENTAÇÃO: Representação de dados, estrutura de dados, negocia a sintaxe de transf. de dados da camada aplicação.
Nível Aplicação
APLICAÇÕES - REDEAPLICAÇÃO - ESTAÇÕES
Processador de textos
WORD
Banco de dados
ACCESS
Planilha de cálculos
EXCEL
Gerenciamento
HP OPEN VIEW
Correio Eletrônico
LOTUS NOTES
Emulação de Terminal
7 – APLICAÇÃO: Disponibiliza serviços de rede, para processos aplicativos como: correio eletrônico, transferência de arquivos,
emulação de terminais.
Modelos OSI e IEEE 802C
Modelo OSI
APLICAÇÃO
APRESENTAÇÃO
SESSÃO
TRANSPORTE
REDE
ENLACE DE DADOS
CAMADA FÍSICA
Modelo IEEE 802
SUBCAMADA LLC
SUBCAMADA MAC
CAMADA FÍSICA
PROTOCOLOS DE CAMADAS
SUPERIORES
Modelo OSI
APLICAÇÃO
APRESENTAÇÃO
SESSÃO
TRANSPORTE
REDE
ENLACE DE DADOS
CAMADA FÍSICA
OSI
VT, FTAM, MHS, ACSE, ROSE, RTSE
APRESENTAÇÃO
SESSÃO
TP0, TP1, .... a TP4
CLNP, CMNP
Ethernet, Token-Ring,FDDI, Wireless,
ATM.
TCP/IP
TELNET
SMTP
FTP
TCP, UDP
IP
Protocolos
Copyright © 2001 Acterna Página 28
Meio de TransmissãoTécnica de Sinalização
Topologia
Comp. máx. p/ segmento
Nós por segmento
Diâmetro do cabo
10BASE5
cabo coaxial (50 ohm)
banda base (Manchester)
barramento
500
100
10 mm
cabo coaxial (50 ohm)
banda base (Manchester)
barramento
185
30
10BASE2
5 mm
10BROAD36
cabo coaxial (75 ohm)
banda larga (DPSK)
barramento / árvore
1800
--
0,4 - 1,0 mm
10BASE-FP
par de fibras de 850 nm
Manchester (on/off)
estrela
500
33
62,5 / 125 m
10BASE-T
par trançado s /blindagembanda base
(Manchester)
estrela
100
--
0,4 - 0,6 mm
Ethernet - Cabeamento 10Mbps
STP = par trançado blindado (shielded twisted pair)UTP = par trançado sem blindagem (unshielded twisted pair)CAT 5 = de categoría 5CAT 6 e 7 = de categorias 6 e 7
EthernetCabeamento 100Mbps
100BASE-T
100BASE-X 100BASE-T4
100BASE-TX 100BASE-FX
2 UTP Cat5ou 2 STP
Par de fibras4 UTP
Cat3 ou Cat5
Broadcast / Multicast
...
Broadcast
Multicast
O broadcast é uma ferramenta poderosa quando o objetivo é enviar um mesmo pacote para todos os nós ao mesmo tempo. Quando mal utilizado, o broadcast pode afetar a performance dos nós, interrompendo a CPU desnecessariamente
O objetivo do multicast é enviar um mesmo pacote para um grupo de nós. Normalmente o pacote de multcst interrompe a CPU dos nós da rede . Recentes implementações de drives de placa de rede permitem que este pacote seja examinado Pela propria rede, sem interromper os nós da CPU da Rede.
Ocorre a Colisão!
EthernetTratamento de Colisão Confiabilidade
• Duas estações escutam o barramento ao mesmo
tempo e transmitem simultaneamente, ocorrendo
assim uma colisão.
Ambas Transmitem Simultâneamente
Ethernet Comutada
100 Mbit/s
10 Mbit/s10 Mbit/s
10 Mbit/s
10 Mbit/s
10 Mbit/s
servidor cliente cliente
cliente
cliente
cliente
switch Ethernet
• Problemas físicos• Conectores não encaixados corretamente, cabos partidos,
adaptadores com defeito
• Erros excessivos Ethernet (Excessive Ethernet Errors)• Alta utilização causa colisões excessivas
• Estações com interferência causada por defeito no software ou adaptador
• Erros FCS (seqüência de verificação de quadros) e outros quadros ilegais causados por defeito no software ou adaptador
• Problemas de dispositivos de rede (Internetwork device problems)• Quadros descartados ou filtrados pelo dispositivo de rede
• Dispositivos de rede (ponte ou roteador) podem não ser capazes de manipular a carga oferecida
Problemas Comuns - Ethernet
Pontes (Bridges)
Copyright © 2001 Acterna Página 35
Como Atuam as Pontes
camadassuperiores
TCP
IP
LLC
MAC
PHY
camadassuperiores
TCP
IP
LLC
MAC
PHY
terminal
MAC
PHY
ponte
PHY
terminal
Pontes (cont.)
Roteadores (Routers)
enlaces WAN(redes de longadistância)
Arquitetura TCP/IP
Modelo OSI Modelo DoD
APLICAÇÃO
APRESENTAÇÃO
SESSÃO
TRANSPORTE
REDE
ENLACE DE DADOS
CAMADA FÍSICA
INTER-REDE
CAMADA DE ACESSO À REDE
TRANSPORTE
APLICAÇÃO
DoD – departamento de defesa dos EUA ( Departament of defense)
Driver de RedeARP RARP
IP
TCP UDP
ICMP IGMP
HTTP FTP DNS SNMP
Como funciona...
Dados deusuário
Dados deusuário
Cab. daAplicação
Dados da AplicaçãoCab.
TCP/UDP
Dados da AplicaçãoCab.
TCP/UDPCab.
IP
Dados da AplicaçãoCab.
TCP/UDPCab.
IPCab.
EthernetRodapé Ethernet
14 20 20/8 4
46 a 1500 bytes
Multiplexação de Overhead
Demultiplexação de Overhead
driverEthernet
demultiplexaçãobaseada no Ethertype
de quadroEthernet
ARP IP RARP
demultiplexação baseada no campo
Protocolo do cabeçalho IP
ICMP IGMP TCP UDP
demultiplexaçãobaseada no Númeroda Porta de Destino
do cabeçalhoTCP ou UDP
TFTPDNSFTP HTTP
Endereços IP
• O padrão do IP especifica que cada host é associado a um endereço único de 32
bits conhecido por Endereço IP
• Consistindo, geralmente, de um identificador para a rede e um identificador para o
host
• Para prover flexibilidade na associação de endereços a hosts e para permitir a
mistura de diferentes tamanhos de rede numa inter-rede, dividiu-se o
endereçamento em classes
octeto 4classe
Classe de Endereçamento
octeto 1 octeto 2 octeto 3
Rede Host Host Host
Rede Rede Host Host
Rede Rede Rede HostC
B
A
Regra do Primeiro Octeto
• Para que endereçamento entre as classes não colidisse, criou-
se regra do primeiro octeto, visando diferenciar o alcance de
endereçamento de cada classe
128 64 32 16 8 4 2 1octeto 1
0Classe A
1 0Classe B
1 1 0Classe C
1 1 1 0Classe D
1 1 1 1Classe E
Endereços Especiais
Prefixo Sufixo Tipo de Endereço Propósito
todos 0 todos 0 este hostutilizado durante o bootstrap
rede todos 0 redeindentifica uma
rede
rede todos 1 broadcast direcionadobroadcast numa
rede em específico
todos 1 todos 1 broadcast limitadoBroadcast numa
rede local
127 qualquer loopback teste
O Cabeçalho IPv4Internet Protocol V.4
Versão(4 bits)
IHL(4 bits)
Tipo de serviço(8 bits)
Comprimento total(16 bits)
Identificação(16 bits)
Flags3 bits
Deslocamento do fragmento(13 bits)
Endereço de origem(32 bits)
Endereço de destino(32 bits)
Opções IP(se houver)
Tempo de vida(8 bits)
Protocolo(8 bits)
Checksum do cabeçalho(16 bits)
ARP Address Resolution Protocol
• O problema consiste em resolver um endereço IP lógico em um
endereço físico (p/ex. Ethernet)
ARP request ARP reply
...198.85.42.44 198.85.42.48O
198.85.42.48poderia
responder?
Sim, sou eu o 00.08.4F.CE.56
O Cabeçalho TCPTransfer Control Protocol
Opções(0 ou mais palavras de 32 bits)
Dados(Campo opcional)
Porta de Origem(16 bits)
Porta de Destino(16 bits)
Número de seqüência(32 bits)
Número de reconhecimento (Acknowledgement)(32 bits)
Tamanho de Janela(16 bits)
THL(4 bits)
(6 bits)URG
ACK
PSH
RST
SYN
FIN
Checksum(16 bits)
Ponteiro de Urgência(16 bits)
Gerenciamento de Conexão TCP
CONNECT / SYN
CONNECT / SYN + ACK
LISTENSYN SENT
ACK ESTABLISHEDESTABLISHED
Troca de Dados
CLOSE / FIN
CLOSE / FIN + ACKFIN WAIT 2
SYN RCVD
FIN WAIT 1
ACK
Cliente Servidor
CLOSEDCLOSED