Camada de RedeRodolfo Costa - [email protected]
Revisando...
Camada de Rede
Transporta segmentos do hospedeiro transmissor para o receptor;
No lado transmissor, encapsula os segmentos em datagramas; No lado
receptor, entrega os segmentos camada de transporte; Protocolos da
camada de rede em cada hospedeiro, roteador; Roteador examina
campos de cabealho em todos os datagramas IP que passam por
ele.3
Funes-chave da camada de rede
Comutao: mover pacotes da entrada do roteador para a sada
apropriada do roteador; Roteamento: determinar a rota a ser seguida
pelos pacotes desde a origem at o destino; Algoritmos de
roteamento. Analogia: Roteamento: processo de planejar a viagem da
origem ao destino; Comutao: processo de passar por um nico
intercmbio.
Interao entre roteamento e comutao
Redes de datagrama
No existe estabelecimento de conexo na camada de rede
Roteadores: no existe estado sobre conexes fim-a-fim O conceito
conexo no existe na camada de rede Pacotes so encaminhados pelo
endereo do hospedeiro de destino Pacotes para o mesmo destino podem
seguir diferentes rotas
Encontramos na camada de rede...
Protocolos de roteamento Escolha de caminhos RIP, OSPF, BGP
Protocolo IP Endereamento Formato dos datagramas Tratamento de
pacotes Protocolo ICMP Aviso de erros Sinalizao de rotas
Formato do datagrama IP32 bitsVer. Head len Tipo de Servio
Comprimento Flags Fragment offset Checksum do Cabealho
Identificao Tempo de Protocolo Vida
Endereo IP de origem Endereo IP de destino Opes (se houver)
Dados (varivel)
Formato do datagrama IP Verso
do protocolo IP
32 bitsVer. Head len Tipo de Servio Comprimento Flags Fragment
offset Checksum do Cabealho
Identificao Tempo de Protocolo Vida
Endereo IP de origem Endereo IP de destino Opes (se houver)
Dados (varivel)
Formato do datagrama IP Verso
do protocolo IP
32 bitsVer. Head len Tipo de Servio Comprimento Flags Fragment
offset Checksum do Cabealho
Tamanho
do header (bytes)
Identificao Tempo de Protocolo Vida
Endereo IP de origem Endereo IP de destino Opes (se houver)
Dados (varivel)
Formato do datagrama IP Verso
do protocolo IP
32 bitsVer. Head len Tipo de Servio Comprimento Flags Fragment
offset Checksum do Cabealho
Classe
Tamanho
do header (bytes)
de servio
Identificao Tempo de Protocolo Vida
Endereo IP de origem Endereo IP de destino Opes (se houver)
Dados (varivel)
Formato do datagrama IP Verso
do protocolo IP
32 bitsVer. Head len Tipo de Servio Comprimento Flags Fragment
offset Checksum do Cabealho
Classe
Tamanho
do header (bytes)
Identificao Tempo de Protocolo Vida
de servio Tamanho total do datagrama (bytes)
Endereo IP de origem Endereo IP de destino Opes (se houver)
Dados (varivel)
Formato do datagrama IP Verso
do protocolo IP
32 bitsVer. Head len Tipo de Servio Comprimento Flags Fragment
offset Checksum do Cabealho
Classe
Tamanho Para
do header (bytes) fragmentao/ remontagem
Identificao Tempo de Protocolo Vida
de servio Tamanho total do datagrama (bytes)
Endereo IP de origem Endereo IP de destino Opes (se houver)
Dados (varivel)
Formato do datagrama IP Verso
do protocolo IP
32 bitsVer. Head len Tipo de Servio Comprimento Flags Fragment
offset Checksum do Cabealho
Classe
Tamanho Para
do header (bytes) fragmentao/ remontagem mximo de saltos
(decrementado em cada roteador)
Identificao Tempo de Protocolo Vida
Nmero
de servio Tamanho total do datagrama (bytes)
Endereo IP de origem Endereo IP de destino Opes (se houver)
Dados (varivel)
Formato do datagrama IP Verso
do protocolo IP
32 bitsVer. Head len Tipo de Servio Comprimento Flags Fragment
offset Checksum do Cabealho
Classe
Tamanho Para
do header (bytes) fragmentao/ remontagem mximo de saltos
(decrementado em cada roteador) da camada superior com dados no
datagrama
Identificao Tempo de Protocolo Vida
Nmero
de servio Tamanho total do datagrama (bytes)
Endereo IP de origem Endereo IP de destino Opes (se houver)
Dados (varivel)
Protocolo
Formato do datagrama IP Verso
do protocolo IP
32 bitsVer. Head len Tipo de Servio Comprimento Flags Fragment
offset Checksum do Cabealho
Classe
Tamanho Para
do header (bytes) fragmentao/ remontagem mximo de saltos
(decrementado em cada roteador)
Identificao Tempo de Protocolo Vida
Nmero
de servio Tamanho total do datagrama (bytes)
Endereo IP de origem Endereo IP de destino
Protocolo
Opes (se houver) da camada superior Dados (varivel) com dados no
datagrama Ex.: marca de
tempo, registro de rota, lista de roteadores a visitar
Formato do datagrama IP Verso
do protocolo IP
32 bitsVer. Head len Tipo de Servio Comprimento Flags Fragment
offset Checksum do Cabealho
Classe
Tamanho Para
do header (bytes) fragmentao/ remontagem mximo de saltos
(decrementado em cada roteador)
Identificao Tempo de Protocolo Vida
Nmero
de servio Tamanho total do datagrama (bytes)
Endereo IP de origem Endereo IP de destino
Protocolo
Opes (se houver) da camada superior Dados (varivel) com dados no
datagrama Ex.: marca de
tempo, registro de rota, lista de roteadores a visitar
Tamanho do cabealho IP?
Formato do datagrama IP Verso
do protocolo IP
32 bitsVer. Head len Tipo de Servio Comprimento Flags Fragment
offset Checksum do Cabealho
Classe
Tamanho Para
do header (bytes) fragmentao/ remontagem mximo de saltos
(decrementado em cada roteador)
Identificao Tempo de Protocolo Vida
Nmero
de servio Tamanho total do datagrama (bytes)
Endereo IP de origem Endereo IP de destino
Protocolo
Opes (se houver) da camada superior Dados (varivel) com dados no
datagrama Ex.: marca de
tempo, registro de rota, lista de roteadores a visitar
Tamanho do cabealho IP? 20 bytes
Fragmentao e Remontagem
Fragmentao e Remontagem Enlaces
de rede tm MTU (max. transfer size) corresponde ao maior frame
que pode ser transportado pela camada de enlace. Tipos de enlaces
diferentes possuem MTU diferentes (Ethernet: 1.518 bytes)
Datagramas IP grandes devem ser divididos dentro da rede
(fragmentados) Um datagrama d origem a vrios datagramas Remontagem
ocorre apenas no destino final O cabealho IP usado para identificar
e ordenar datagramas relacionados
Fragmentao e RemontagemExemplo: MTU = 1500 bytes datagrama de
4000 bytes
tamanho ID =4000 =x
fragflag offset =0 =0
Um grande datagrama se torna vrios datagramas menores
Fragmentao e RemontagemExemplo: MTU = 1500 bytes datagrama de
4000 bytes
tamanho ID =4000 =x
fragflag offset =0 =0
Um grande datagrama se torna vrios datagramas menores tamanho ID
=1500 =x fragflag offset =1 =0
Fragmentao e RemontagemExemplo: MTU = 1500 bytes datagrama de
4000 bytes
tamanho ID =4000 =x
fragflag offset =0 =0
Um grande datagrama se torna vrios datagramas menores tamanho ID
=1500 =x fragflag offset =1 =0
1480 bytes no campo de dados
Fragmentao e RemontagemExemplo: MTU = 1500 bytes datagrama de
4000 bytes
tamanho ID =4000 =x
fragflag offset =0 =0
Um grande datagrama se torna vrios datagramas menores tamanho ID
=1500 =x tamanho ID =1500 =x fragflag offset =1 =0 fragflag offset
=1 =1480
1480 bytes no campo de dados
Fragmentao e RemontagemExemplo: MTU = 1500 bytes datagrama de
4000 bytes
tamanho ID =4000 =x
fragflag offset =0 =0
Um grande datagrama se torna vrios datagramas menores tamanho ID
=1500 =x tamanho ID =1500 =x fragflag offset =1 =0 fragflag offset
=1 =1480
1480 bytes no campo de dados offset = 1480
Fragmentao e RemontagemExemplo: MTU = 1500 bytes datagrama de
4000 bytes
tamanho ID =4000 =x
fragflag offset =0 =0
Um grande datagrama se torna vrios datagramas menores tamanho ID
=1500 =x tamanho ID =1500 =x tamanho ID =1040 =x fragflag offset =1
=0 fragflag offset =1 =1480 fragflag offset =0 =2960
1480 bytes no campo de dados offset = 1480
Endereamento IP
Endereamento IP: Introduo Endereo
IP: identificador de 32 bits para interfaces de roteadores e
hospedeiros Interface: conexo entre roteador ou hospedeiro e enlace
fsico Roteador tem tipicamente mltiplas interfaces Hospedeiros
podem ter mltiplas interfaces Endereos IP so associados com
interfaces, no com o hospedeiro ou com o roteador
223.1.1.1 = 11011111 00000001 00000001 00000001 223 1 1 1
Endereamento IPNotao Decimal Pontilhada Um endereo IP em sua
forma original, binria, torna-se longo e difcil para ns, humanos,
decorarmos:
A notao decimal pontilhada uma forma que expressa cada seo de 8
bits como um valor decimal e usa pontos para separar as sees:
14
Endereamento IPNotao Decimal Pontilhada Um endereo IP em sua
forma original, binria, torna-se longo e difcil para ns, humanos,
decorarmos: 11001000001011101010111100101101
A notao decimal pontilhada uma forma que expressa cada seo de 8
bits como um valor decimal e usa pontos para separar as sees:
14
Endereamento IPNotao Decimal Pontilhada Um endereo IP em sua
forma original, binria, torna-se longo e difcil para ns, humanos,
decorarmos: 11001000001011101010111100101101
A notao decimal pontilhada uma forma que expressa cada seo de 8
bits como um valor decimal e usa pontos para separar as sees:
11001000.00101110.10101111.00101101
14
Endereamento IPNotao Decimal Pontilhada Um endereo IP em sua
forma original, binria, torna-se longo e difcil para ns, humanos,
decorarmos: 11001000001011101010111100101101
A notao decimal pontilhada uma forma que expressa cada seo de 8
bits como um valor decimal e usa pontos para separar as sees:
11001000.00101110.10101111.00101101 200.46.175.4514
Endereamento IP
Notao Decimal Pontilhada O menor valor possvel, 0, acontece
quando todos os bits de um octeto so zeros. O maior valor possvel,
255, quando todos os bits do octeto so um. Deste modo, os endereos
variam de 0.0.0.0 a 255.255.255.255.
15
Endereamento IPClasses de Redes:
16
Endereamento IPClasses de Redes: Redes classe AFaixa de valores:
0 a 127 Nmero mximo de redes: 128 Hosts por rede: 16777216
16
Endereamento IPClasses de Redes: Redes classe AFaixa de valores:
0 a 127 Nmero mximo de redes: 128 Hosts por rede: 16777216
Redes classe BFaixa de valores: 128 a 191 Nmero mximo de redes:
16384 Hosts por rede: 65536
16
Endereamento IPClasses de Redes: Redes classe AFaixa de valores:
0 a 127 Nmero mximo de redes: 128 Hosts por rede: 16777216
Redes classe BFaixa de valores: 128 a 191 Nmero mximo de redes:
16384 Hosts por rede: 65536
Redes classe CFaixa de valores: 192 a 223 Nmero mximo de redes:
2097152 Hosts por rede: 256
16
Endereamento IPRede Privada No h a necessidade de que todos os
computadores de uma rede possuam um IP pblico (acessveis pela
internet). Os endereos atualmente reservados a redes privadas na
internet so: Classe da Rede Faixa de Endereos IPs A 10.0.0.0 a
10.255.255.255 B 172.16.0.0 a 172.31.255.255 C 192.168.0.0 a
192.168.255.25517
Sub-redes
Para
determinar as subredes, destaque cada interface de seu
hospedeiro ou roteador, criando ilhas de redes isoladas. Cada rede
isolada considerada uma sub-rede.mscara de sub-rede: /24
Sub-redes Quantas sub-redes temos nessa figura?
Sub-redes Quantas sub-redes temos nessa figura?
Sub-redes Quantas sub-redes temos nessa figura?
Sub-redes Quantas sub-redes temos nessa figura?
Sub-redes Quantas sub-redes temos nessa figura?
Sub-redes Quantas sub-redes temos nessa figura?
Sub-redes Quantas sub-redes temos nessa figura?
Endereamento IP: CIDR
CIDR: Classless InterDomain RoutingA poro de endereo de rede tem
tamanho arbitrrio Formato do endereo: a.B.C.D/x, em que x o nmero
de bits na parte de rede do endereoparte de rede parte de
hospedeiro
11001000 00010111 00010000 00000000200.23.16.0/23
Endereamento IP: CIDR
Utilizando o endereo anterior como exemplo, teremos:parte de
rede parte de hospedeiro
11001000 00010111 00010000 00000000200.23.16.0/23
Endereo de rede: 200.23.16.0 (primeiro endereo) Endereo de
Broadcast: 200.23.17.255 (ltimo endereo) Mscara de subrede:
255.255.254.0 Endereos disponveis para hosts: 510 (512 - 2)
Exerccios
Descreva a fragmentao do seguinte datagrama IP, sabendo que ele
trafegar por um enlace Ethernet tamanho ID fragflag offset (MTU =
1500):
... =3000
=10
=0
=0
...
Identifique o endereo de rede, endereo de broadcast, a mscara de
subrede e a quantidade de hosts das seguintes redes:
200.189.121.1 /26 200.189.121.34 /27 162.37.212.32 /18
Verifique se os dois endereos se encontram na mesma sub-rede,
caso negativo, justifique:10.10.1.2 e 10.10.1.6 /30
ExercciosEm uma determinada empresa existem atualmente 200 hosts
e a equipe de TI havia definido que a rede utilizada era a
10.0.0.0/24. Um problema surgiu ao ser comunicado para a equipe que
a empresa passaria por uma expanso e o nmero de computadores dessa
rede chegaria a 500 estaes, alm de haver uma previso para que esse
nmero dobre nos prximos 3 anos. Redefina a mscara de sub-rede para
que esta suporte a quantidade de hosts prevista para os prximos
anos. Informe a nova mscara, o novo endereo de broadcast e qual a
quantidade total de hosts suportada pela nova subrede.
Referncias
KUROSE, James F.; ROSS, Keith W. Redes de Computadores e a
Internet: uma abordagem top-down. Traduo de Arlete Simille Marques.
So Paulo: Pearson Addison Wesley, 2006.
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