1. Mdulo 08 - O que TCP/IP? 1. TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) O TCP/IP uma pilha de protocolos que se tornou o padro de fato para a comunicao de computadores diferentes com sistemas Unix, Windows e at mainframes. A padronizao do TCP/IP publicada numa srie de documentos chamados de RFC (Request For Comments). Os RFCs descrevem os trabalhos realizados para a padronizao da Internet, alguns RFCs descrevem os servios de redes ou os protocolos e suas implementaes, outros resumem as polticas de ordem prtica de sua utilizao no mundo Internet. Os padres TCP/IP no so desenvolvidos por um comit e sim por consenso. Qualquer pessoa pode submeter um documento para publicao como um RFC. Os documentos submetidos so revisados por um tcnico expert, uma fora tarefa ou um editor RFC, atravs do IAB (Internet Activities Board) que o comit responsvel para aprovar os padres e gerenciar o processo de publicao. Possui dois grupos: O IRTF (Internet Research Task Force) responsvel por coordenar todos os projetos de pesquisa relacionados com o TCP/IP e o IETF (Internet Engineering Task Force) que se preocupa com a resoluo de problemas ocorridos na Internet. O TCP/IP organizado em 4 camadas: Camada de Interface de Rede, Internet, Transporte e Aplicao. Aplicao, Apresentao e Sesso == Aplicao Transporte ==================== Transporte Rede ======================== Internet Fsica ======================= Acesso rede A Camada de Interface de Rede a camada mais baixa, equivalente s camadas Fsica e Enlace do modelo OSI. Sendo responsvel por colocar e retirar os dados no meio fsico. A Camada Internet a camada equivalente camada Rede do modelo OSI. sendo responsvel pelo endereamento, empacotamento e roteamento dos dados. So definidos 3 protocolos: - P Internet Protocol: executa o endereamento e roteamento de pacotes entre hosts e redes. - ARP Adress Resolution Protocol: executa a resoluo de endereos de hardware de hosts localizados na mesma rede fsica para obter o endereo do host de destino. - ICMP Internet Control Message Protocol: envia mensagens e relata os erros relacionados a entrega de pacotes 2. O TCP/IP e o Modelo ISO/OSI A Camada de Transporte a camada equivalente camada Transporte do modelo OSI. Sendo responsvel pela comunicao entre dois hosts. So definidos 2 protocolos: - TCP Transmission Control Protocol: executa a comunicao segura e confivel. indicado para aplicativos que transmitem grandes quantidades de dados de uma s vez ou que exigem 2. confirmao para os dados recebidos. Fornece o servio de liberao de pacotes orientado conexo ou seja estabelece a conexo antes de transmitir. - UDP User Datagram Protocol: executa uma comunicao sem conexo e no garante a entrega do pacote. indicado para aplicativos que transmitem pequenas quantidades de dados de uma s vez. O aplicativo deve ter rotinas de confirmao de recebimento dos dados. A Camada de Aplicativo a camada equivalente s camadas Sesso, Apresentao e Aplicao do modelo OSI. Responsvel pelo acesso do aplicativo rede. Possui dois tipos de interfaces: - Sockets: oferece uma interface da programao de aplicativos que padronizada para os diversos sistemas operacionais. - NetBIOS: proporciona uma interface de programao para os protocolos que suportam a conveno de nomes NetBIOS para endereamento. 3. Endereo IP O endereamento IP um esquema para identificar um host TCP/IP, o termo host refere-se a qualquer parte de hardware que pode ser endereada (Ex: servidor, roteador). Um host TCP/IP dentro de uma LAN identificado por um endereo que deve ser nico dentro de um formato padro. Um endereo IP possui 32 bits, composto de 4 campos de 8 bits. Cada campo separado por ponto e pode representar um nmero decimal de 0 a 255. Ex: 125.32.17.7 um endereo IP. 01111101 00100000 00010001 00000111 em Binario | | | I 125 32 17 7 em Decimais 125.32.17.7 Endereo IP Um endereo IP constitudo de duas partes: - O endereo da rede chamado de Net Id O Net Id identifica uma determinada rede ou sub-rede e todos os computadores desta rede devero ter o mesmo Net Id. - O endereo do host chamado de Host Id O Host Id identifica uma estao, servidor ou roteador dentro de uma rede, o endereo para cada host deve ser nico dentro da rede. Endereo IP /Net ID Host ID A comunidade de Internet definiu 5 classes de endereo IP para acomodar redes de diferentes tamanhos. As classes de endereo definem os campos utilizados para Net Id e Host Id e so classificadas em A, B, C, D e E. Apenas as trs primeiras classes esto disponveis para uso comercial. Classes Bits Formato Tamanho Menor Maior Esq. Organizao Endereo Endereo A---------0-----------R.H.H.H----------------Grande----------------- 1.0.0.0------------------126.0.0.0 3. B--------10---------- R.R.H.H----------------Mdia------------------ 128.1.0.0---------------191.254.0.0 C--------100--------R.R.R.H----------------Pequena-------------- 192.0.1.0---------------223.255.254.0 R = Rede H = Host Exemplo: Endereo 1.128.255.7 00000001.10000000.11111111.00000111 em binrio bit esquerda = 0 Classe A NetId = 1 HostId = 128.255.7 Endereo 190.250.7.127 10111110.11111010.00000111.01111111 em binrio bits esquerda = 10 Classe B NetId = 190.250 HostId = 7.127 Endereo 200.150.255.100 11001000.10010110.11111111.01100100 em binrio bits esquerda = 11 Classe C NetId = 200.150.255 HostId = 100 4. Sub-Redes Em 1985 foi definido um procedimento padro para dividir um nmero de rede das classes A, B ou C em peas menores denominadas Subredes, atravs do RFC 950. O conceito de subrede foi introduzido para solucionar dois problemas: - A tabela de roteamento da Internet estava comeando a crescer. - Os administradores locais tinham que requisitar outro nmero de rede antes de instalar uma nova rede em seu site. Endereo IP /Net ID Host ID /Subrede Host ID A soluo proposta foi de adicionar mais um nvel na estrutura de endereamento. Dividindo o nmero do host em nmero de subrede e nmero do host. A subrede diminui o crescimento da tabela de roteamento da Internet, porque define que a estrutura de subrede no deve ser visvel fora da organizao. O roteamento da Internet para qualquer subrede de um endereo IP o mesmo. Ou seja todas as subredes dentro da organizao so associadas a uma nica entrada na tabela de roteamento da Internet. A organizao assume um nmero de rede do endereamento IP e internamente divide em subredes que no so vsiveis fora da organizao. Portanto o administrador local fica livre para criar as 4. subredes limitado pelo intervalo disponvel. 4.1. Endereo de Sub-Redes Uma rede IP pode ser dividida em subredes para aumentar a flexibilidade, melhor uso de endereos de rede e capacitar o controle do trfego de broadcast (que no cruza um roteador). Uma sub-rede est sob a administrao local e vista pelo mundo externo organizao apenas como uma nica rede e sem os detalhes da estrutura interna da organizao. Um endereo de rede pode ser quebrado em muitas sub-redes. Por exemplo: 132.7.32.0, 132.7.64.0, 132.7.96.0, 132.7.128.0, 132.7.160.0, 132.7.192.0 e 132.7.224.0 so todos subredes dentro da rede 130.5.0.0. (Se o endereo tiver o Host Id preenchido por zeros, especifica a rede inteira) A rede privada utiliza classe B de endereamento e subredes. O roteador aceita todo o trfego da Internet endereada para a rede 132.7.0.0 e encaminha ao trfego para as subredes baseado nos trs bits da esquerda do terceiro octeto (byte) Como podemos utilizar a classe C que tem o formato RRRRRRRR RRRRRRRR RRRRRRRR HHHHHHHH 1. Os "R" (Network ID) so transformados em 1 binrio: 11111111 11111111 11111111 HHHHHHHH 2. Dos 8 bits do Host ID, dois podem ser utilizados para subredes: 11111111 11111111 11111111 ssHHHHHH 3. Os "s" (subrede) so transformados em 1 bnrio: 11111111 11111111 11111111 11HHHHHH 4. Os "H" (Host ID) so transformados em 0 binrio: 11111111 11111111 11111111 11000000 5. Convertendo para decimal temos a mscara de subrede: 255 . 255 . 255 . 192 5. Extended Network Prefix Lenght Os padres atuais que descrevem os protocolos de roteamento referem-se ao Extended Network Prefix Length ao invs da mscara de subrede. O prefix lenght igual ao nmero de 1's contnuos na mscara de subrede. Ou seja o endereo de rede 130.7.7.10 com a mscara de subrede 255.255.255.0 pode ser expressado como 130.7.7.10/24. Esta notao mais compacta e mais fcil de entender que a utilizao da mscara de subrede. Net ID Subrede Host-id | Extended Network Prefix Lenght Exemplo de subrede Uma organizao tem assumido o nmero de rede 197.3.7.0/24. Como a responsabilidade de definir as subredes do administrador local, verificou-se que eram necessrios 6 subredes 5. e que a maior subrede teria 25 hosts. Vamos estudar os seguintes passos: 1. Definir a mscara de subrede/Extended Prefix Length. O Primeiro passo determinar o nmero de bits necessrios para definir 6 subredes. Se utilizarmos 2 bits podemos definir 4 subredes e se utilizarmos 3 bits podemos definir 8 subredes. Portanto devemos utilizar 3 bits para definir as 6 subredes e duas no sero utilizadas e estaro reservadas para crescimento futuro. 193 . 3 . 7 . 0 | Net ID Host id 11000001.00000011.00000111. 00000000 Net ID Subrede Host id 11000001.00000011.00000111. 000 00000 Net ID Host id 11000001.00000011.00000111. 111 00000 27 bits /255.255.255.224 193.3.7.0/27 Mscara Extends Prefix Lenght 2. Definir cada nmero de subrede. As oito subredes sero numeradas de 0 a 7, sendo que as redes vlidas so as de 1 a 6*: (* Dependendo da implementao, a rede 0 (subnet zero) poder ser utilizada) Rede Bsica 11000101.00000011.00000111.00000000 Subredes: negrito | #0 11000101.00000011.00000111.000 00000 = 197.3.7.0 | #1 11000101.00000011.00000111.001 00000 = 197.3.7.32 | #2 11000101.00000011.00000111.010 00000 = 197.3.7.64 | #3 11000101.00000011.00000111.011 00000 = 197.3.7.96 | #4 11000101.00000011.00000111.100 00000 = 197.3.7.128 | #5 11000101.00000011.00000111.101 00000 = 197.3.7.160 | #6 11000101.00000011.00000111.110 00000 = 197.3.7.192 #7 11000101.00000011.00000111.111 00000 = 197.3.7.224 3. Definir o endereo de host para cada subrede. O Campo de nmero do host no pode conter somente 1s ou zeros. Se for todos 1s representa o endereo de broadcast e se for todos zeros identifica a rede bsica (ou subredes). No nosso exemplo temos 5 bits para nmero do host para cada uma das subredes. Portanto temos 30 endereos de host. Os 32 possveis menos os dois especiais (todos zeros e todos 1s) Subrede #2 11000101.00000011.00000111.010 00000 6. / negrito | #1 11000101.00000011.00000111.010 00001 =197.3.7.65 | #2 11000101.00000011.00000111.010 00010 =197.3.7.66 | #3 11000101.00000011.00000111.010 00011 =197.3.7.67 | #4 11000101.00000011.00000111.010 00100 =197.3.7.68 | #5 11000101.00000011.00000111.010 00101 =197.3.7.69 | #6 11000101.00000011.00000111.010 00110 =197.3.7.70 | #7 11000101.00000011.00000111.010 00111 =197.3.7.71 | #27 11000101.00000011.00000111.010 11011 =197.3.7.91 | #28 11000101.00000011.00000111.010 11100 =197.3.7.92 | #29 11000101.00000011.00000111.010 11101 =197.3.7.93 | #30 11000101.00000011.00000111.010 11110 =197.3.7.94 4. Definir o endereo de broadcast para cada subrede O endereo de broadcast definido preenchendo o campo nmero do host com 1's. Temos 7 subredes: negrito | #0 11000101.00000011.00000111.000 11111 =197.3.7.31 #1 11000101.00000011.00000111.001 11111 =197.3.7.63 #2 11000101.00000011.00000111.010 11111 =197.3.7.95 #3 11000101.00000011.00000111.011 11111 =197.3.7.127 #4 11000101.00000011.00000111.100 11111 =197.3.7.159 #5 11000101.00000011.00000111.101 11111 =197.3.7.191 #6 11000101.00000011.00000111.110 11111 =197.3.7.223 Note que o endereo de broadcast de uma subrede #n igual ao endereo base da subrede #n+1 menos 1. Subrede end.Base end.broadcast 0-----------197.3.7.0---------197.3.7.31 1-----------197.3.7.32-------197.3.7.63 2-----------197.3.7.64-------197.3.7.95 3-----------197.3.7.96-------197.3.7.127 4-----------197.3.7.128-----197.3.7.159 5-----------197.3.7.160-----197.3.7.191 6-----------197.3.7.192-----197.3.7.223 7-----------no utilizada O TCP/IP a pilha de protocolos padro para a comunicao entre computadores inclusive na Internet. Possui apenas 4 camadas: Camada de Acesso Rede, Internet, Transporte e Aplicao. Define um sistema de endereamento de 4 bytes que so divididos em endereo de rede (Net ID) e endereo de host (Host ID). Comercialmente temos 3 classes: Classe A com o bit mais a esquerda igual a 0 com 7 bits para Net ID e 24 bits para Host ID. Classe B com os dois bits mais a esquerda igual a 10 com 14 bits 7. para Net ID e 16 bits para Host ID. Classe C com os tres bits mais a esquerda igual a 110 com 21 bits para Net ID e 8 bits para Host ID. A sub-rede foi definida para melhorar a alocao dos endereos IP. Divide o Host ID em dois campos: subrede e host. De tal forma que uma empresa com apenas um endereo IP consegue definir vrias subredes internas cuja estrutura no visvel fora da empresa. Para especificar quantos bits so utilizados para subrede utilizamos a mscara de subrede que o endereo IP onde todos os bits de Net ID e de subnet so 1s. Tambm podemos utilizar a notao de Extend Network Prefix Lenght, colocando o endereo IP seguido de / e o nmero de bits do Net ID e subnet. ************************************************************************** PRATICAS DE NAVEGAO As redes de computadores evoluem a cada dia. E veja s que interessante, podemos acompanhar esta evoluo atravs da Internet - a maior rede do mundo. Existem muitos sites de provedores de tecnologia para redes de computadores, alm de revistas e publicaes que podem atualizar nosso conhecimento. Em sites de pesquisa possvel encontrarmos diversos outros sites sobre redes de computadores, mas procure sempre sites profissionais que iro enriquecer e ampliar seus conhecimentos. Nossa sugesto: http://www.cisco.com.br/ lat.3com.com/br http://www.furukawa.com.br/ http://www.getronics.com/ http://www.blackbox.com.br/