Camada rede

23/04/14

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CAMADA DE REDE

SISTEMAS PARA INTERNET

Prof. Esp. Gedson Rios [email protected]

A Camada de Rede da Internet Funções na camada de rede do hospedeiro e roteador:

tabela de repasse

prots. roteamento • seleção caminho • RIP, OSPF, BGP

protocolo IP • convs. de endereçamento • formato de datagrama • convs. manuseio de pacote

protocolo ICMP • informe de erro • “sinalização” do roteador

Camada de transporte: TCP, UDP

Camada de enlace

Camada física

Camada de rede

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Formato do datagrama IP

Tipo de serviçoVersão Tamanho totalTC

Identificação Deslocamento do fragmento

ProtocoloTempo de vida Checksum do cabeçalho

Endereço IP de origem

Endereço IP de destino

0 8 16 247 15 23 31

Flags

Opções Complemento

Dados

Datagrama IP (cont.)

¨  Vers (4 bits): ¤  versão do protocolo IP

(IPv4) ¨  Hlen (4 bits):

¤  Tamanho do cabeçalho em palavras de 32 bits (min=5)

¨  Tos (8 bits): tipo do serviço e qualidade desejada ¤  Precedence: prioridade ¤  D: menor retardo ¤  T: maior vazão ¤  R: maior confiabilidade

Payload lenght TOS

Flags + Offset

TTL Protocol Checksum

IP source address

IP destination address

Ver hlen

Fragment ID

0

Precedence D T R Unused

1 2 3 4 5 6 7

•  Comprimento total (16 bits): –  Tamanho em bytes do

datagrama –  216 = 65535 bytes (inclui

cabeçalho) •  Identificação (16 bits):

–  Nro. de seqüência que identifica de forma não ambígua um datagrama

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¨  Flags (3 bits): ¤  Apenas dois são

empregados ¤  bit More ¤  bit Don’t fragment

¨  Deslocamento (offset)(13 bits) ¤  Posição dos dados dentro do

fragmento em relação ao datagrama original

¤  Indicado em unidades de 8 bytes

Payload lenght TOS

Flags + Offset


IP source address


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Fragment ID

Redes de Computadores 5


¨  Time to live (8 bits) ¤  Número máximo de

roteadores que um datagrama pode passar

¨  Protocolo (8 bits) ¤  Indicação do protocolo do

nível superior n  e.g.; 1=ICMP; 6=TCP;

17=UDP ¨  Checksum (16 bits)

¤  Soma em complemento de 1 ’s do cabeçalho

¤  Verificado e recalculado a cada roteador

Payload lenght TOS

Flags + Offset


IP source address


Ver hlen

Fragment ID

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¨  Endereço fonte (32 bits) ¨  Endereço destino (32 bits) ¨  Opções (variável)

¤  Informações adicionais para roteamento e segurança

¨  Padding (variável) ¤  Bytes adicionais inseridos

para deixar cabeçalho múltiplo de 32 bits

¨  Dados (variável) ¤  Múltiplo de 8 bits (byte)

Payload lenght TOS

Flags + Offset


IP source address


Ver hlen

Fragment ID

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Fragmentação e reconstrução do IP

¨  enlaces de rede têm MTU (tamanho máx. transferência) – maior quadro em nível de enlace possível. ¤  diferentes tipos de enlace,

diferentes MTUs

¨  grande datagrama IP dividido (“fragmentado”) dentro da rede ¤  um datagrama torna-se vários

datagramas

¤  “reconstruído” somente no destino final

¤  bits de cabeçalho IP usados para identificar, ordenar fragmentos relacionados

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Endereçamento IP: introdução

¨  endereço IP: identificador de 32 bits para interface de hospedeiro e roteador

¨  interface: conexão entre hospedeiro/ roteador e enlace físico ¤  roteadores normalmente

têm várias interfaces ¤  hospedeiro normalmente

tem uma interface ¤  endereços IP associados a

cada interface

223.1.1.1

223.1.1.2

223.1.1.3

223.1.1.4 223.1.2.9

223.1.2.2

223.1.2.1

223.1.3.2 223.1.3.1

223.1.3.27

223.1.1.1 = 11011111 00000001 00000001 00000001

223 1 1 1

Endereçamento IP: FORMATO

1

0 8 16 247 15 23 31

0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 00 00 0 0 0 100 1 01

146 164 2 70

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Endereçamento IP

¨  Representado como 4 números decimais (um por byte) ¤  192.168.20.5

¨  Dividido em duas partes:

¤  Prefixo: endereço de rede (administrado globalmente) n  Identifica de forma única e individual cada rede

¤  Sufixo: endereço de hosts (administrado localmente)

n  Identifica de forma única e individual cada dispositivo de uma rede

¨  Propriedades:

¤  O endereço IP é único

¤  Embute informações sobre roteamento

Endereço IP ¨  Endereços são associados a interfaces de redes, não a máquinas

¤  Uma interface de rede pode possuir mais de um endereço IP

n  Aliases ou interface virtual

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Sub-redes

¨  endereço IP: ¤  parte da sub-rede (bits de alta

ordem) ¤  parte do host (bits de baixa

ordem)

¨  O que é uma sub-rede? ¤  Uma sub-rede é uma divisão de

uma rede de computadores. A divisão de uma rede grande em redes menores resulta num tráfego de rede reduzido, administração simplificada e melhor performance de rede.

¤  dispositivo se conecta à mesma parte da sub- rede do endereço IP

¤  pode alcançar um ao outro f i s i c a m e n t e s e m ro t e a d o r intermediário

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223.1.1.2

223.1.1.3

223.1.1.4 223.1.2.9

223.1.2.2

223.1.2.1

223.1.3.2 223.1.3.1

223.1.3.27

rede consistindo em 3 sub-redes

sub-rede

Classes de endereços IP

rede 0

1 7 24

host

10

2 14 16

host rede

110

3 21 8

host rede

7 6 5 4 3 2 1 0 7 6 5 4 3 2 1 0 7 6 5 4 3 2 1 0

32 bits

7 6 5 4 3 2 1 0

Classe A

Classe B

Classe C

Cada uma com 16777216 hosts

128 redes 0.0.0.0 a 127.0.0.0

16384 redes 128.0.0.0 a 191.255.0.0

2097152 redes 192.0.0.0 a 223.255.255.0



1110

4 28

Endereço de multicast Classe D

224.0.0.0 a 239.255.255.255

Endereços especiais!!!

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Número de redes e hosts por classe

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Intervalos de endereços por classe

Endereços Especiais

¨  Endereço de rede: zeros no sufixo

¤  Classe B: 172.31.0.0

¨  Endereço de broadcast direto: 1’s no sufixo

¤  Classe B: 172.31.255.255

¨  Endereço de broadcast: 1’s no prefixo e no sufixo

¤  ÌP: 255.255.255.255

¨  Rota padrão (default) ou este computador

¤  IP: 0.0.0.0

¨  Loopback: endereço de classe A (127.0.0.0)

¤  Convencionado 127.0.0.1

NUNCA devem ser atribuídos a interfaces de equipamentos

Na prática: 2n – 2 (n= nro de bits sufixo)

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Endereço privado ¨  Conjunto de endereços que podem ser usados por qualquer

organização ¤  Também denominados de não roteáveis ou falsos

¨  Constatação: nem toda máquina precisa ter endereço IP válido ¤  Endereços IP especiais reservados para redes não conectadas (RFC

1918) Classe Inicial Final #hosts*

A 10.0.0.0/8 10.255.255.255/8 16.777.216

B 172.16.0.0/12 172.31.255.255/12 1.048.576

C 192.168.0.0/16 192.168.255.255/16 65.536

* descontar os endereços especiais 21

MASCARA DE SUB-REDE

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MASCARA DE SUB-REDE: CALCULO

SUB-REDES: (SUBNETTING)

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SUB-REDES: DEFINIÇÃO MAIS TÉCNICA

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Sub-redes de Classe C

Dado o endereço IP 192.168.10.30 com a máscara 255.255.255.248

Responda: • Este endereço IP está em uma subrede? ______

SUB-REDES: (SUBNETTING) SUB – REDES CLASSE C

Suponha a máscara 255.255.255.192 aplicada à um endereço Classe C: 1) Quantas sub-redes esta máscara pode gerar? 2) Quantos hosts por sub-rede esta máscara pode gerar? 3) Quais são as sub-redes produzidas? 4) Qual o intervalo de hosts para a primeira sub-rede? Pelo método binário: 255.255.255.192 = 11111111.11111111.11111111.11000000 1) R: Temos 2 bits sendo usados para a criação de subredes. 2^2=4 subredes possíveis 2) R: Temos 6 bits para a alocação de hosts. 2^6-2=62 hosts por sub-rede 3) R: 00, 01, 10 e 11 (x.x.x.0, x.x.x.64, x.x.x.128 e x.x.x.192) 4) R: Tudo o que for compreendido entre o endereço de rede (tudo zero na porção de hosts) E o endereço de broadcast (tudo “1” na porção de hosts). Desta forma, temos: •  00 000000 = 0 (rede) •  00 111111 = 63 (broadcast) •  Intervalo de hosts: x.x.x.1 a x.x.x.62

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Poxa, não tem um jeito mais fácil? Podemos fazer de cabeça!

Dados o endereço e máscara de rede abaixo, determine à que sub-rede o mesmo pertence, qual o intervalo válido de hosts e qual o endereço de broadcast. 192.168.10.33 = Endereço de rede 255.255.255.224 = Máscara de rede Técnica: Paga-se o último octeto diferente de 0 na máscara dada (no nosso exemplo, seria 224) e subtraia o valor de 256: 256-224=32. O valor encontrado é o intervalo com que as subredes ocorrem, começando no zero. Assim, temos as subredes: 192.168.10.0 192.168.10.32 192.168.10.64 192.168.10.96 192.168.10.128 192.168.10.160 192.168.10.192 192.168.10.224 O endereço IP dado (192.168.10.33) se encaixa na subrede 32 (192.168.10.32, então, seria o endereço de subrede, e não pode ser usado por um host). Agora, para encontrar o broadcast, aceite que ele sempre sera ́ o último endereço IP antes da próxima subrede. No caso, sera ́ 192.168.10.63. Fácil?


Sub-redes de Classe C

Dado o endereço IP 192.168.10.30 com a máscara 255.255.255.248 Responda: 1) Quantas sub-redes esta máscara pode gerar? 2) Quantos hosts por sub-rede esta máscara pode gerar? 3) Quais são as sub-redes produzidas? 4) Qual o intervalo de hosts para a primeira sub-rede?

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Exercícios

DÚVIDAS / SUGESTÕES

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Education

Camada rede