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Comunicação de Dados. por Fernando Luís Dotti [email protected]. Redes de Computadores Nível de Rede. Fontes principais: Redes de Computadores - das LANs, MANs e WANs às Redes ATM. Luiz Fernando G. Soares, Guido Lemos, Sérgio Colcher. Editora Campus. - PowerPoint PPT Presentation
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Redes de ComputadoresNível de Rede
Fontes principais: Redes de Computadores - das LANs, MANs e WANs às Redes ATM. Luiz Fernando G. Soares, Guido Lemos, Sérgio Colcher. Editora Campus.
Internetworking with TCP/IP - Vol. I. Douglas E. Comer
Uso de alguns Slides de Raj Jain. Univ. de Ohio. EUA.
Fontes principais: Redes de Computadores - das LANs, MANs e WANs às Redes ATM. Luiz Fernando G. Soares, Guido Lemos, Sérgio Colcher. Editora Campus.
Internetworking with TCP/IP - Vol. I. Douglas E. Comer
Uso de alguns Slides de Raj Jain. Univ. de Ohio. EUA.
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Nível de RedeInternet Nível de Rede na Internet
O ambiente inter-redes: – hosts conectados a redes
– redes interligam-se por gateways: redes variam de redes locais a redes de grande porte
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S Nível de Rede na Internet
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S Nível de Rede na Internet - IPv4
Protocolo IP - características:– serviço de datagrama não confiável - não há reconhecimento de
dados
– fragmentação e remontagem de pacotes
– não há controle de erro sobre os dados: somente sobre o cabeçalho do pacote de rede
– não há controle de fluxo
– endereçamento hierárquico
– roteamento adaptativo distribuídos nos gateways
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S Nível de Rede na Internet - IPv4
Endereçamento IP– 32 bits
– dividido em parte de rede e host dentro da rede
– endereços de rede distribuídos pelo NIC (Network Information Center) - endereços de hosts na rede decididos localmente
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Endereçamento IP
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S Nível de Rede na Internet - IPv4
Endereçamento IP– número de hosts por rede nas diferentes classes de endereços
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S Nível de Rede na Internet - IPv4
Endereçamento IP– hosts em uma rede tem mesmo prefixo de rede: end. Hierárquico
– host conectado a mais de uma rede: multi-homed host - tem dois endereços IP - não realiza roteamento
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S Nível de Rede na Internet - IPv4
Roteadores tem 2 ou mais endereços - um para cada interface de rede
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Roteamento:– tabela nos gateways: informa próximo roteador apropriado para
rede destino (next hop)
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Roteamento:– conteúdo das tabelas nos gateways
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S Nível de Rede na Internet - IPv4
Procedimento de Roteamento em cada Gateway:– pega endereço IP destino do pacote -> Dest
se rede(Dest) == rede ligada diretamente ao Gatewayentão mapeia o endereço IP para endereço de enlace
coloca pacote em um frame de enlace envia
senãopara cada entrada na tabela de roteamento testa
se ( (Dest & Mascara) == rede(EntradaNaTabela) ) então pega o endereço do próximo roteador na entrada da
tabela mapeia o endereço IP para endereço de enlace
coloca pacote em um frame de enlace envia
Fonte e destino no pacote IP permanecem os mesmos,muda o endereço de enlace do destino (endereço MAC)
Mapeamento de Endereço IP para Endereço de Enlace: ARP - Address Resolution Protocol
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S Nível de Rede na Internet - IPv4
Protocolo IPv4 - Cabeçalho
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S Nível de Rede na Internet - IPv4
Campos no cabeçalho do IPv4:– versão: sempre 4
– TOS (Type of Service): minimizar atraso, maximizar transferência total, maximizar confiabilidade, minimizar custo
• raramente utilizado - implementado
– identifier: identificador diferente para cada pacote
– TTL: Time To Live: inicializado em 64 - decrementado em cada roteador - quando chega a zero descarta pacote - evita loops
– protocol: informa o protocolo de nível superior contido nos dados. Eg.: TCP=6, UDP=17
– header checksum: soma de palavras de 16 bits usando complemento de um
– IP source and destination addres : permanecem intactos durante roteamento (somente os endereços de enlace são manipulados nos roteadores)
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S Nível de Rede na Internet - IPv4
Fragmentação e Remontagem de pacotes– protocolo de enlace pode limitar o tamanho de frames < 65,536
bytes
– pacote de transporte pode ser muito grande para mandar em um único pacote IP
– Separar a unidade de dados de transporte em fragmentos• cada fragmento torna-se um pacote IP (não é problema para
roteadores)• cada fragmento tem mesmo identificador, endereço fonte e destino• o “fragment-offset” indica o deslocamento dos dados dentro do pacote
original• flag “more fragments”: 0 se último• fragmentos remontados somente no destino final• “do not fragment” bit: sinaliza conteúdo que não pode ser separado -
roteador manda mensagem de erro se ele tem que fragmentar e não pode
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S Nível de Rede na Internet - IPv4
Opções do IP:– gravar a rota;
– gravar timestamps ao longo da rota;
– loose source routing - fonte manda informações de alguns nodos a passar;
– strict source routing - fonte manda informações estritas da rota a ser seguida
– processamento em caso de fragmentação• opção COPY: copiar ou não copiar campo opções para os fragmentos• source route: copiar• record route: rotas diversas - copiar só para um
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S Nível de Rede na Internet - ARP
Mapeamento de Endereço IP para Endereço de Enlace– esquema de vinculação dinâmica
– resolução de endereço• >>> Adress Resolution Protocol (ARP)
– Procedimento implementado pelo ARP• estação tem endereço IP do destinatário na mesma rede
e deseja achar o endereço de enlace• manda pacote em difusão na rede local perguntando qual a estação da
rede que tem aquele endereço IP• todas estações escutam• somente a estação com o endereço de rede informado responde com
seu endereço de enlace• originador guarda mapeamento endereço Rede -> endereço enlace em
um cache• outras estações descartam os pacotes
• próximos pacotes enviados do originador para o destinatário não serão mais por difusão
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S Nível de Rede na Internet - RARP
Mapeamento de Endereço de Enlace para Endereço IP– >>> Reverse Adress Resolution Protocol (RARP)
– Usado para determinar endereço IP de estações sem disco durante o “boot”
– Procedimento implementado pelo RARP• endereços MAC são únicos e permanentes• host envia por difusão na rede local um pedido RARP informando seu
endereço MAC e perguntando pelo seu endereço IP• um Servidor RARP na rede local responde ao pedido, informando o
endereço IP associado ao MAC• originador grava seu IP• demais estações descartam pacote• vários servidores por rede são desejados para maior confiabilidade• servidor implementa tabela de mapeamento MAC - > IP para a rede
local onde está conectado
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S Nível de Rede na Internet - Limitações
Crescimento da rede– 10 bilhões de pessoas em 2020
– cada pessoa tendo mais de um computador
– assumindo-se 100 computadores por pessoa --> 10e12 computadores
– assumindo-se várias interfaces por nodo e vários endereços por interface: existem estimativas de 10e10 a 10e12 endereços por host
– margem de segurança -> 10e15 endereços por host
– requisitos de aproximadamente 10e9 redes
– desejável: 10e12 a 10e15 redes
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S Nível de Rede na Internet - IPv6
Endereçamento IPv4 não será capaz de suportar Protocolo IPv6
– endereços de 128 bits: 2e120 = 3.4 * 10e38 endereços• 665 * 10e21 endereços por m2 da superfície da terra
– expectativa de suportar roteamento:• 8 * 10e17 a 2*10e33 endereços• 8 * 10e17 -> 1.564 endereços por m2 da superfície da terra
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S Nível de Rede na Internet - IPv6
IPv4 vs IPv6– 1995 vs 1975
– IPv6 tem somente o dobro de cabeçalho do IPv4
– somente número de versão continua com mesmo lugar e significado
– removidos: tamanho do cabeçalho, tipo de serviço, identificação, flags, deslocamento do fragmento, checksum do cabeçalho
– protocol type trocado por next header
– ttl representado por “hop limit”
– adicionado: prioridade
– todos os campos de tamanho fixo
– não há campos opcionais
– 8 bits para hop-limit = 255 máximo
