Redes Revisão 7,8,9 Professor: Marcelo Maia. Protocolos de Comunicação A função do Protocolo é...

Redes Revisão 7,8,9

Professor:

•Marcelo Maia

Protocolos de ComunicaçãoProtocolos de ComunicaçãoA função do Protocolo é a de permitir a comunicação entre dois equipamentos A função do Protocolo é a de permitir a comunicação entre dois equipamentos distintos. distintos.

Podemos então definir protocolo como um conjunto de regras e convenções que Podemos então definir protocolo como um conjunto de regras e convenções que permitem a comunicação entre dois equipamentos distintos.permitem a comunicação entre dois equipamentos distintos.

Ou seja, que governam a conversação de processos de uma camada.Ou seja, que governam a conversação de processos de uma camada.

Protocolo TCP/IP

Linguagem universal

Camadas

ProtocoloProtocoloNuma comunicação de dados existem as seguintes fases: Numa comunicação de dados existem as seguintes fases: - estabelecimento - estabelecimento

- inicialização ou controle - inicialização ou controle

- tráfego - tráfego

- encerramento.- encerramento.

ProtocoloOs protocolos tem como funções básicas: - endereçamento - estabelecimento de conexão - confirmação de recebimento - controle de erro - retransmissores - controle de fluxo.

Principais ProtocolosPrincipais Protocolos

TCP/UDP (Rede Windows) - camada fim a fim, isto é, a entidade desta camada TCP/UDP (Rede Windows) - camada fim a fim, isto é, a entidade desta camada só se comunica com a sua entidade par do host destinatário.só se comunica com a sua entidade par do host destinatário.

IPX/SPX (Rede Novel) – era tão importante quanto o TCP/IP. Era utilizado em IPX/SPX (Rede Novel) – era tão importante quanto o TCP/IP. Era utilizado em redes controladoras pelo sistema operacional Netware de propriedade da Novell e redes controladoras pelo sistema operacional Netware de propriedade da Novell e dominava o mercado a alguns anos atrás.dominava o mercado a alguns anos atrás.

NETBEUI (Rede Windows) – Propriedade da microsoft trabalha com 5 camadas NETBEUI (Rede Windows) – Propriedade da microsoft trabalha com 5 camadas do modelo OSI, permite que programas utilizem uma linguagem comum para do modelo OSI, permite que programas utilizem uma linguagem comum para acessarem a rede, independentemente do produto que está instalado na máquina)acessarem a rede, independentemente do produto que está instalado na máquina)

Principais ProtocolosPrincipais ProtocolosICMP – fornece mecanismos para reporte de erros, fazendo com que ICMP – fornece mecanismos para reporte de erros, fazendo com que “Gateways”, possam informar ao host originador da requisição, a ocorrência de “Gateways”, possam informar ao host originador da requisição, a ocorrência de algum erro.algum erro.

IP – (camada Internet, é responsável pelo endereçamento, roteamento e IP – (camada Internet, é responsável pelo endereçamento, roteamento e controle de envio e recepção.) controle de envio e recepção.)

ISDN - Integrated Services Digital Network, rede digital de serviços integrados. ISDN - Integrated Services Digital Network, rede digital de serviços integrados. Protocolo de comunicação, oferecido por empresas de telefonia, que permite que Protocolo de comunicação, oferecido por empresas de telefonia, que permite que redes de telefone transportem tráfegos de dados, voz e de outras origens. redes de telefone transportem tráfegos de dados, voz e de outras origens.

Principais ProtocolosPrincipais ProtocolosSMTP (permite o envio de mensagem)SMTP (permite o envio de mensagem)

POP3 (permite receber mensagem) POP3 (permite receber mensagem)

FTP (Download), HTTP (permite mostrar páginas da Web)FTP (Download), HTTP (permite mostrar páginas da Web)

TELNET (conexão remota a um servidor) TELNET (conexão remota a um servidor)

PPP (POINT-TO-POINT) PPP (POINT-TO-POINT)

FRAME RELAYFRAME RELAY

Protocolo TCP/IP •O TCP/IP é de fato o padrão das comunicações de internetworks e serve como protocolo de transporte para a Internet, permitindo a comunicação de milhões de computadores no mundo todo.

•O TCP/IP é uma referência útil na compreensão de outros protocolos porque inclui elementos que são representativos de outros protocolos.

•O TCP/IP é importante porque o roteador o usa como uma ferramenta de configuração.

Protocolo TCP/IP

Datagrama IP • VERS -- número da versão • HLEN -- extensão do cabeçalho, em palavras de 32 bits • Tipo de serviço -- como o datagrama deve ser tratado • Tamanho total -- extensão total (cabeçalho + dados) • Identificação, flags, flag offset -- fornece a fragmentação de datagramas para permitir a diferenciação de MTUs na internetwork • TTL -- Time-To-Live

Protocolo TCP/IP

Datagrama IP • Protocolo -- o protocolo da camada superior (camada 4) enviando o datagrama • Checksum de cabeçalho -- uma verificação da integridade no cabeçalho • Endereço IP de origem e endereço IP de destino -- endereços IP de 32 bits • Opções IP -- teste de rede, debugging, segurança e outras opções

Protocolo TCP/IP •Em um ambiente TCP/IP, as estações finais se comunicam com os servidores ou com outras estações finais. Isso pode ocorrer porque cada nó que usa o conjunto de protocolos TCP/IP tem um endereço IP lógico e exclusivo de 32 bits.

Modelo de Referência: IEEEModelo de Referência: IEEE Breve Histórico:

O padrão Ethernet surgiu em 1972 nos laboratórios da Xerox com Robert Metcalfe e David Boggs.

Com uma rede onde todas as estações compartilhavam do mesmo meio de transmissão, um cabo coaxial; a configuração utilizada para esta conexão foi a de barramento, utilizava uma taxa de transmissão de 2,94 Mbps.

Depois Bob Metcalfe fundou a 3COM e popularizou a Ethernet como um padrão para diversos fabricantes de equipamentos e cabeamentos de rede;

Sua padronização definitiva através do IEEE ocorreu em 1982, possuindo então 10 Mbps;

Seu protocolo de acesso foi o CSMA/CD e seu padrão foi intitulado IEEE 802.3.

O sub-comitê IEEE 802.3, especificou uma rede: Com topologia em barra (bus), Utilizando o protocolo de acesso CSMA/CD, Padrão inspirado no projeto ETHERNET.

EthernetEthernet

Inicialmente o padrão IEEE 802.3 utilizava o cabo coaxial grosso, depois evoluíram para o cabo coaxial fino;

Depois surgiram os pares trançados sem blindagem e com blindagem;

E finalmente surgiram as fibras óticas;

Redes com cabeamento par trançado se tornaram as mais utilizadas juntamente com o protocolo CSMA/CD;

E com isso vários fabricantes passaram a construir seus equipamentos de rede em cima desta tendência.

Ethernet

EthernetEthernet- Características Gerais A Ethernet é um padrão de camada física e camada de enlace, opera à 100

Mbps, com quadros que possuem tamanho entre 64 e 1518 bytes.

O endereçamento é feito através de uma numeração que é única para cada host com 6 bytes sendo os primeiros 3 bytes para a identificação do fabricante e os 3 bytes seguintes para o número seqüencial da placa. Esta numeração é conhecida como endereço MAC – Media Access Control.

A sub-camada MAC, pertencente a camada 2 da pilha de protocolos OSI, controla a transmissão, a recepção e atua diretamente com o meio físico, conseqüentemente cada tipo de meio físico requer características diferentes da camada MAC.

EthernetAs caracterísitcas da camada de MAC:

- Modo de transmissão half-duplex, evoluindo para full-duplex;- Encapsulamento dos dados vindos das camadas superiores;- Desencapsulamento dos dados indo paras as camadas

superiores;- Transmissão dos quadros;- Recepção dos quadros.

Formato e Transmissão em LANs Ethernet

Abaixo as diferenças e entre os quadros dos padrões Ethernet e IEEE 802.3:

Quadro EthernetPreambul

oEndereço Destinatár

io

Endereço

Origem

Tipo Dados FCS

Preambulo

sfd Endereço Destinatário

Endereço

Origem

Tamanho

Dados

FCSIEEE 802.3

Formato e Transmissão em LANs Ethernet

Quadro Ethernet

Preambulo

Endereço Destinatár

io

Endereço

Origem

Tipo Dados FCS

As funções do quadro acima são: Preâmbulo: é formado por 64 bits e inicia o quadro ethernet, composto por 0s e 1s ele

permite ao destinatário sincronizar o quadro enviado pelo remetente;

Endereço do destinatário e origem: são campos de 48 bits e contém os endereços físicos do destinatário e do remetente respectivamente, a primeira metade identifica o fabricante e a segunda a placa;

Tipo: possui 2 bytes de tamanho e permite que o equipamento transmissor indique que protocolo está sendo usado;

Dados: contém os dados que estão sendo enviados;

FCS: realiza a verificação de erros através do CRC.

Formato e Transmissão em LANs Ethernet

Quadro IEEE 802.3

As funções do quadro acima são: Preâmbulo: idem slide anterior ;

SFD (Start of Frame Delimiter): responsável por indicar o início do quadro;

Endereço do destinatário e origem: idem slide anterior ;

Tamanho: indica quantos bytes ocupa o campo dados, o limite está entre 0 e 1500. O padrão indica 46 bytes como o mínimo para que uma colisão seja detectada com mais facilidade.

Dados: idem slide anterior ;

FCS: idem slide anterior .

Preambulo sfd Endereço Destinatário

Endereço Origem

Tamanho Dados FCS

Evolução EthernetEthernet : 10 Mbps, e transmite em half-duplex, utiliza cabo

coaxial grosso, fino ou par trançado

Fast Ethernet: 100 Mbps, e transmite em half-duplex e full-duplex, utiliza par trançado

Gigabit Ethernet: 1 Gbps, e transmite em half-duplex e full-duplex, utiliza par trançado

10 Gigabit Ethernet: 10 Gbps, somente em full-duplex, utiliza somente fibra ótica

10 Gigabit Ethernet O perfil de utilização do padrão “10 gigabit ethernet” é mais abrangente do que

do “ethernet”, uma vez que o ethernet está limitado a redes locais enquanto que o 10 gigabit ethernet abrange desde redes locais à redes metropolitanas. Alguns exemplos, além da sua utilização em redes locais, são:

10 Gigabit Ethernet A utilização para enlaces de redes metropolitanas dos padrões “gigabit ethernet”

e do “10 gigabit ethernet” fez deles novos concorrentes nesta área, sua utilização tem várias vantagens, tais como: menor curva de aprendizagem, menores investimentos.

Protocolo para EthernetProtocolo para Ethernet• Dois métodos de controle de acesso ao meio emergiram:

•os baseados em contenção, onde todas as estações disputam o acesso ao meio de transmissão;

•os baseados em acesso ordenado sem contenção, onde cada estação deve esperar sua vez exclusiva de acesso ao meio de transmissão.

•Dos protocolos realizados em contenção, o mais utilizado é o Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection - CSMA/CD.

O Protocolo CSMA/CD e a rede EthernetO Protocolo CSMA/CD e a rede Ethernet• A detecção de colisões, Collision Detection, é realizada durante a transmissão das estações através de escuta do canal por parte das mesmas.

• Nessa situação, a primeira estação a detectar a colisão, transmite imediatamente um sinal de congestionamento (jamming) para que todas as outras estações em operação, tomem conhecimento da mesma.

• As estações que tiveram suas mensagens colididas, abortam suas transmissões e esperam um tempo aleatório para tentar novamente.

• O protocolo CSMA/CD é o método de acesso implementado pela rede local ETHERNET.

Ethernet

Classes de IP

Classe A Classe A (o 1º nº identifica a rede e os 3 nºs subsequentes indicam a máquina)(o 1º nº identifica a rede e os 3 nºs subsequentes indicam a máquina)

Intervalo Mais Baixo: 1.0.0.0Intervalo Mais Baixo: 1.0.0.0Intervalo Mais Alto: 126.0.0.0Intervalo Mais Alto: 126.0.0.0

Máscara da Sub-rede: 255.0.0.0Máscara da Sub-rede: 255.0.0.0

Classe BClasse B(os 2 primeiros nºs identificam a rede e os dois demais indicam a máquina)(os 2 primeiros nºs identificam a rede e os dois demais indicam a máquina)

Intervalo Mais Baixo: 128.1.0.0 Intervalo Mais Baixo: 128.1.0.0 Intervalo Mais Alto: 191.255.0.0Intervalo Mais Alto: 191.255.0.0

Máscara da Sub-rede: 255.255.0.0Máscara da Sub-rede: 255.255.0.0

Classe CClasse C(os 3 primeiros nºs identificam a rede, o último nº indica a máquina)(os 3 primeiros nºs identificam a rede, o último nº indica a máquina)

Intervalo Mais Baixo: 192.0.1.0 Intervalo Mais Baixo: 192.0.1.0 Intervalo Mais Alto: 223.255.255.255Intervalo Mais Alto: 223.255.255.255Máscara da Sub-rede: 255.255.255.0Máscara da Sub-rede: 255.255.255.0

Exemplo de IPExemplo de IPClasse AExemplo:

IP - 10.10.0.1Máscara - 255.0.0.0 (fixa)

Classe BExemplo:

IP - 128.168.0.1Máscara - 255.255.0.0 (fixa)

Classe CExemplo:

IP - 192.168.0.1 Máscara - 255.255.255.0 (fixa)

PortasPortas•Se você quisesse colocar um servidor de homepage e um servidor de jogos em Se você quisesse colocar um servidor de homepage e um servidor de jogos em um host tendo um só endereço IP seria impossível. um host tendo um só endereço IP seria impossível.

•Como o cliente saberia identificar qual dos servidores precisa se conectar? Como o cliente saberia identificar qual dos servidores precisa se conectar? Para isso criaram as portas. Elas identificam conexões utilizando números de Para isso criaram as portas. Elas identificam conexões utilizando números de 0 a 65536. 0 a 65536.

•Alguns serviços já possuem até suas portas padrões, como é o caso do Telnet Alguns serviços já possuem até suas portas padrões, como é o caso do Telnet (porta 23), FTP (porta 21), SMTP (porta 25). POP3 (porta 110) , HTTP (80)(porta 23), FTP (porta 21), SMTP (porta 25). POP3 (porta 110) , HTTP (80)

Detalhes sobre a estrutura da rede ❒ Borda da rede:

- aplicações - hospedeiros

❒ núcleo da rede: - roteadores - rede de redes

❒ redes de acesso, meios físicos: - enlaces de comunicação

A borda da rede: ❒ sistemas terminais:

- executam aplicações - p.ex. WWW, correio na “borda da rede”

❒ modelo cliente/servidor - cliente solicita, recebe serviço do servidor - p.ex., cliente WWW (browser)/ servidor; cliente/servidor decorreio

Borda da rede: serviço orientado a conexão

Borda da rede: serviço sem conexão

Núcleo da Rede

Núcleo da Rede: comutação de circuitos

Núcleo da Rede: comutação de circuitos

Núcleo da Rede: comutação de pacotes

Núcleo da rede: comutação de pacotes

Comutação de pacotes X comutação de circuitos

Comutação de pacotes X comutação de circuitos

Redes de pacotes: roteamento