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FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Luiz Leão – [email protected] http://www.luizleao.com Unidade IV – Camada de Rede

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FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES

Luiz Leão – [email protected] http://www.luizleao.com

Unidade IV – Camada de Rede

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Unidade IV – Camada de Rede

FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES

Conteúdo Programático

• 4.1 Protocolo IP • 4.2 Endereçamento IP • 4.3 Princípios de Roteamento

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FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES

• O papel da camada de rede é transportar pacotes de um host remetente a um host destinatário.

• Para fazê-lo, duas importantes funções da camada de rede podem ser identificadas:

– Repasse – Quando um pacote chega ao enlace de entrada de um roteador, este deve conduzi-lo ao enlace de saída apropriado.

– Roteamento – A camada de rede deve determinar a rota ou caminho tomado pelos pacotes ao fluírem de um remetente a um destinatário. Os algoritmos que calculam esses caminhos são denominados algoritmos de roteamento.

Introdução

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Unidade IV – Camada de Rede

FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES

• IP são as iniciais de Internet Protocol (Protocolo da Internet).

• O endereçamento e o repasse na Internet são componentes importantes do Protocolo da Internet (IP).

• Há duas versões do protocolo IP em uso hoje. Examinaremos a versão mais utilizada do IP, a versão 4, que normalmente é denominada simplesmente como IPv4.

O Protocolo da Internet (IP)

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FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES

• Cada dispositivo em uma Rede de Computadores é identificado por um endereço IP.

• Esse endereço é exclusivo para cada interface de rede que se localiza na mesma rede.

• O endereço IP tem que ser único nas redes que estão interligadas para evitar conflitos.

• Note-se também que um endereço IP não está associado a cada computador (host) e sim a cada interface de rede. Um computador pode possuir mais de uma interface, ou seja, mais de um endereço IP.

Endereçamento IPv4 - Interfaces de rede

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• Ex: Notebook – Placa wifi: 192.162.0.2 – Placa Ethernet: 192.168.0.5

Endereçamento IPv4

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• Broadcast: O quadro é enviado para todos os nós do segmento de rede. Uma analogia seria uma pessoa falando em voz alto para todos os presentes ouvirem.

Tipos de Endereçamento

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FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES

• Multicast: O quadro é enviado para um grupo de nós do segmento de rede. Uma analogia seria os e-mails enviados para um grupo.

Tipos de Endereçamento

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• Unicast: O quadro é enviado para um nó específico. Seria o equivalente a você ligar para falar com uma pessoa ao telefone.

Tipos de Endereçamento

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FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES

• Assim como um endereço residencial tem um formato padrão composto de duas partes (nome da rua e número do domicílio), cada endereço IP é separado internamente em duas partes — uma identificação de rede e um identificador de host: – A identificação de rede, também conhecida como endereço de rede,

identifica um único segmento de rede em um conjunto de redes TCP/IP.

– O identificador de host, também conhecido como endereço de host, identifica um nó da rede (uma estação de trabalho, um servidor, roteador ou outro dispositivo) em cada rede.

Endereçamento IPv4

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Veja abaixo um exemplo de um endereço IP de 32 bits: 10000011 01101011 00010000 11001000

• Para facilitar o endereçamento IP, os endereços IP são expressos em notação decimal com ponto. O endereço IP possui 32 bits (4 bytes) segmentado em quatro octetos de 8 bits (Um byte).

• Esses octetos são convertidos em decimais (sistema numérico de base 10) e separados por pontos. Portanto, o exemplo de endereço IP anterior é 131.107.16.200 quando convertido em notação decimal com ponto.

Endereçamento IPv4

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• A ilustração a seguir mostra um exemplo de endereço IP (131.107.16.200) dividido em seções de identificação de rede e de host. A parte referente à identificação de rede (131.107) é indicada pelos dois primeiros números do endereço IP. A parte referente ao host (16.200) é indicada pelos dois últimos números do endereço IP.

Endereçamento IPv4

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Unidade IV – Camada de Rede

FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES

• Como os endereços IP identificam dispositivos em uma rede, deve ser atribuído um endereço IP exclusivo a cada dispositivo da rede.

• Geralmente, a maioria dos computadores tem apenas um adaptador de rede instalado e, portanto, requerem apenas um endereço IP. Se o computador tiver vários adaptadores de rede instalados, cada adaptador precisa ter seu próprio endereço IP.

Endereçamento IPv4• Observações

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• Espaço de endereçamento "pequeno" – Endereços IPv4 estão se esgotando

• Não há suporte para mobilidade – Se um host se mover de uma rede para outra, seu endereço

IP tem que mudar

Endereçamento IPv4• Limitações

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Unidade IV – Camada de Rede

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• Foram definidas 5 classes de endereços Ipv4, embora na prática apenas três são utilizadas. Os endereços das classes A, B e C são usados para atribuição aos nós TCP/IP.

• As classes D e E não são utilizadas para endereçar computadores. A classe de endereços define os bits usados nas partes referentes à identificação de rede e de host de cada endereço.

• A classe de endereço também define o número de redes e de hosts por rede para os quais se pode oferecer suporte.

Classes de Endereços Ipv4

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• A tabela a seguir usa w.x.y.z para designar os valores dos quatro octetos em qualquer endereço IP. Ela é usada para mostrar: – Como o valor do primeiro octeto (w) de qualquer endereço IP indica de

forma eficaz a classe de endereço.

– Como os octetos de um endereço são divididos na identificação da rede e do host.

– O número possível de redes e hosts por rede disponível para cada classe.

Classes de Endereços Ipv4

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Classes de Endereços Ipv4

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Classes de Endereços Ipv4• Observe que endereços de rede 127.0.0.0 não fazem parte de

nenhuma classe. Este endereço de rede é usado para loopback = própria máquina. – Ex: 127.0.0.1 (localhost).

• Os endereços de rede Classe C são os mais utilizados em redes locais / domésticas, pois suportam 254 hosts por rede.

• Obs: No protocolo IPv6 não existe o conceito de classes de endereços de rede.

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Classe A• Na classe de endereçamento A utilizamos 8 bits (1 byte) para

endereçar a rede e 24 bits (3 bytes) para endereçar os hosts dentro da rede.

• O primeiro byte da esquerda representa o número da rede e pode variar de 1 a 126. Os demais bytes formam o endereço do host.

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Classe A• Na classe A as redes podem variar de 1.0.0.0 a 126.0.0.0.

• O número de endereços de hosts possível é 16.777.214 (milhões), variando de 1.0.0.1 a 255.255.254, pois não podemos usar o endereço todo zerado (que indica a rede), nem todo formado com uns (que é utilizado para fazer broadcasting de mensagens na rede).

• Portanto o número de hosts é 2³² – 2.

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Classe A• Os endereços IP de todos os computadores dentro de uma

mesma rede devem possuir o mesmo número de endereço de rede e cada computador um número de endereço diferente dos demais.

• A seguir, veremos um exemplo de endereços IP de uma rede de número 50 com cinco hosts ligados a ela:

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Classe A50.244.11.1 50.244.11.2 50.244.11.3 50.244.11.4 50.244.11.5

• 50.0.0.0 é o endereço que indica a rede = Endereço de Rede. • 50.255.255.255 é o endereço que indica broadcasting de

mensagens, ou seja, o envio de uma mesma mensagem para todos os equipamentos da rede.

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Classe A• A classe de endereçamento do tipo A é indicada para redes

com um número elevado de hosts, pois podemos ter e endereçar uma quantidade grande de equipamentos (hosts) na rede, porém vemos que o número de redes que podemos ter nessa classe é muito reduzido, apenas 126.

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Roteamento IP• Processo de escolha de um caminho através do qual os

pacotes são enviados – Tanto os hosts quanto os roteadores participam do roteamento IP.

• A camada IP pode receber dados: – Do TCP, UDP, ICMP ou IGMP (datagrama gerado localmente) para

enviar; – Da interface de rede para encaminhar.

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• Faz o mapeamento entre Endereço IP e Endereço Intrarrede:

o Mapeamento de endereços IP em endereços MAC Ethernet, Token-Ring, FDDI, ATM etc.

o Efetuado por meio de uma tabela ARP em cada máquina que é construída dinamicamente.

• É um protocolo que faz a interface entre a camada Inter-rede e a camada Intrarrede.

IP

TCP/UDP

Aplicação

Protocolo Intrarrede

Interface de Adaptação

ARP (Address Resolution Protocol)

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• O protocolo ARP compara o endereço IP de todos os datagramas enviados na ARP Cache.

• Se ele for encontrado, o endereço MAC é copiado da cache. • Se não, um pacote ARP Request é enviado em broadcast para

sub-rede. • Se o destinatário final for um endereço IP externo, o ARP resolve o

endereço para o roteador ao invés do destinatário final.

ARP (Address Resolution Protocol)

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• X deseja enviar pacotes para Y • O protocolo IP percebe que Y não pertence a mesma rede • O host X consulta tabela de rotas

– Descobre rota: roteador 200.18.171.1 • O IP do host X aciona ARP para resolver endereço do roteador

– Resultado: OC.O8.12.04.37.0A

Roteamento IP

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Roteamento IP

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o O protocolo IP percebe que DESTINO pertence a mesma rede

o Aciona ARP para resolver endereço do DESTINO

• Resultado: 1F.6D.45.09.11.77

Roteamento IP

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