Protocolos da Arquitetura TCP/IP - Maurí[email protected]/teaching/redes/modelodecamadas.pdf · Física Enlace Rede Transporte Aplicação Contato 1 Protocolos da

Protocolos daArquitetura TCP/IP

Protocolos ecamadas

Física

Enlace

Rede

Transporte

Aplicação

Contato

1

Protocolos daArquitetura TCP/IPFundamentos de Redes - Curso Superior deTecnologia em Redes de Computadores , 2014

Prof. M.e Maurício SeverichSENAI / FATESG

SENAI / FATESG- Prof. M.e Maurício Severich


Protocolos ecamadasO que é protocolo?

Por que usar camadas?

Arquiteturas em camadas

Física

Enlace

Rede

Transporte

Aplicação

Contato

2

O que é protocolo?

protocolos humanos:“que horas são?”“gostaria de saber ...”Apresentações, cerimônias ...

... mensagens específicas enviadas

... ações específicas tomadas aoreceber mensagens, ou em outroseventos






Física

Enlace

Rede

Transporte

Aplicação

Contato

3

O que é protocolo?

protocolos de rede: para máquinas!Define formato, ordem de mensagenstransmitidas entre entidades de rede, eações tomadas ao enviar ou receberuma mensagem;Internet é governada por protocolos!






Física

Enlace

Rede

Transporte

Aplicação

Contato

4


Redes são muito complexas;Sistema complexo 7→ divisão econquistaEstrutura explícita permite:identificação e relações entrecomponentes;Modularização facilita manutenção;Será que temos somente vantagens?






Física

Enlace

Rede

Transporte

Aplicação

Contato

5


AplicaçãoAplicação

ApresentaçãoApresentação

SessãoSessão

TransporteTransporte

RedeRede

EnlaceEnlace

FísicaFísica

c7 Dados

c6 c7 Dados

c5 c6 c7 Dados

c4 c5 c6 c7 Dados

c3 c4 c5 c6 c7 Dados

c2 c3 c4 c5 c6 c7 Dados

c1 c2 c3 c4 c5 c6 c7 Dados

AplicaçãoAplicação

TransporteTransporte

RedeRede

EnlaceEnlace

Mensagem ou fluxo

Segmento / Datagrama de usuário

Datagrama IP

Quadro

Cabeçalhos Dados Modelo OSI Arquitetura TCP/IP Objetos

Usuário transmite Dados



Protocolos ecamadas

FísicaPrincipais atribuições

Enlace

Rede

Transporte

Aplicação

Contato

6

Física - Principais atribuições

Prover os meios mecânicos, elétricos,funcionais;Voltagem, corrente, frequência;Procedimentos necessários para seativar, manter e desativar conexõesfísicas.



Protocolos ecamadas

Física

EnlacePrincipais funções

Protocolo Ethernet

MAC: Controle de acessoao meio

Quadro Ethernet

Ethernet comutada

VLAN

Tipos de VLAN

Quadro IEEE 802.1Q

Do Enlace para Rede

Rede

Transporte

Aplicação

Contato

7

Enlace - Principais características

Também denominada: enlace dedados, acesso a rede e interface derede;Estabelecer, manter e encerrarconexões de enlace entre entidades derede;Primeira camada a tratar unidades dedados (quadros);Notificação de erros;Controle de link lógico (LLC);Controle de acesso ao meio físico(MAC).



Protocolos ecamadas

Física


Protocolo Ethernet


Quadro Ethernet

Ethernet comutada

VLAN

Tipos de VLAN

Quadro IEEE 802.1Q

Do Enlace para Rede

Rede

Transporte

Aplicação

Contato

8

Enlace - Protocolo Ethernet

Esboço de Robert (Bob) Metcalfe



Protocolos ecamadas

Física


Protocolo Ethernet


Quadro Ethernet

Ethernet comutada

VLAN

Tipos de VLAN

Quadro IEEE 802.1Q

Do Enlace para Rede

Rede

Transporte

Aplicação

Contato

9

Enlace - MAC: Controle de acesso ao meio

CSMA/CD: Carrier Sense MultipleAccess with Collision Detection.

CSMA/CA: Carrier Sense MultipleAccess with Collision Avoidance.



Protocolos ecamadas

Física


Protocolo Ethernet


Quadro Ethernet

Ethernet comutada

VLAN

Tipos de VLAN

Quadro IEEE 802.1Q

Do Enlace para Rede

Rede

Transporte

Aplicação

Contato

10

Enlace - Quadro Ethernet

Seqüência de verificação de quadro (FCS)

DadosTipoEndereço

RemetenteEndereço

Destinatário

32 bits46...1500 Bytes16 bits48 bits48 bits

Considere ainda mais 8 bytes:7 bytes para o preâmbulo (10101010);1 byte para delimitador de inicio dequadro (SFD) (10101011);

Campo Tipo indica qual protocolo estáencapsulado na área de dados doquadro.

0x0800: Protocolo IPv40x0806: Protocolo de Resolução deEndereço (ARP)0x8100: IEEE 802.1Q (VLAN taggedframe)



Protocolos ecamadas

Física


Protocolo Ethernet


Quadro Ethernet

Ethernet comutada

VLAN

Tipos de VLAN

Quadro IEEE 802.1Q

Do Enlace para Rede

Rede

Transporte

Aplicação

Contato

11

Enlace - Ethernet comutadaMétodos clássicos para comutação

A operação do switch é baseada noendereço MAC do destino;Método Cut-through:

“Corta” os 48 bits iniciais para obter oMAC;Encaminha para porta associada aoendereço.

Método Store and forward :Armazena todo o quadro;Verifica a integridade do quadro (FCS);Encaminha para porta de destinosomente os quadros válidos.

Método Adaptativo: seleciona métodoconforme condição da rede;



Protocolos ecamadas

Física


Protocolo Ethernet


Quadro Ethernet

Ethernet comutada

VLAN

Tipos de VLAN

Quadro IEEE 802.1Q

Do Enlace para Rede

Rede

Transporte

Aplicação

Contato

12

Enlace - Virtual Local Area Network

VLAN permite criar arranjos de redebaseados na necessidade do usuário enão na localização de componentes.Esses arranjos são estabelecidos deforma lógica, isto é, são configuradosou executados por algum software.Principais aplicações: grupos detrabalho, segurança e desempenhoSe equipamento com este recurso jáestá disponível solução de baixo custo!



Protocolos ecamadas

Física


Protocolo Ethernet


Quadro Ethernet

Ethernet comutada

VLAN

Tipos de VLAN

Quadro IEEE 802.1Q

Do Enlace para Rede

Rede

Transporte

Aplicação

Contato

13

Enlace - Tipos de VLAN

Baseadas em portaBaseadas em MACBaseadas em protocolo

Inspeção de pacoteIEEE 802.1Q - Tagged VLAN



Protocolos ecamadas

Física


Protocolo Ethernet


Quadro Ethernet

Ethernet comutada

VLAN

Tipos de VLAN

Quadro IEEE 802.1Q

Do Enlace para Rede

Rede

Transporte

Aplicação

Contato

14

Enlace - Quadro IEEE 802.1Q

Seqüência de verificação de quadro (FCS)

DadosTPID

Endereço Remetente

Endereço Destinatário

32 bits46...1500 Bytes32 bits48 bits48 bits

Tipo

16 bits

TCI PCP|CFI|VID

802.1 Q

Tag Protocol Identifier (TPID)Tag Control Identifier (TCI)

Priority Code Point (PCP): 3 bitsCanonical Format Indicator (CFI): 1-bit -ordem dos bits do endereço MACVLAN Identifier (VID): 12-bits, quandotodos são 0 representam nenhuma VLAN(somente prioridade), quando todos são1 uso reservado (pode ser usado pararepresentar todos VIDs - gerenciamentoe filtragem no protocolo)



Protocolos ecamadas

Física


Protocolo Ethernet


Quadro Ethernet

Ethernet comutada

VLAN

Tipos de VLAN

Quadro IEEE 802.1Q

Do Enlace para Rede

Rede

Transporte

Aplicação

Contato

15

Do Enlace para RedeAddress Resolution Protocol - ARP

Endereço de protocolo do destinatário

Endereço de hardware do destinatário

Endereço de protocolo do remetente

Endereço de hardware do remetente

Código de operação

Tamanho do endereço de

protocolo

Tamanho do endereço de

hardware

Tipo de protocolo

Tipo de Hardware

16 bits8 bits8 bits16 bits16 bits

Utilizado para encontrar endereçosMAC a partir de endereços IPs;Após conhecer o MAC fica viabilizadaa entrega na camada de enlace;Baseado em consulta por broadcast(difusão) na rede;



Protocolos ecamadas

Física

Enlace

RedeIP

Endereço IP

Estrutura de classes IP

Máscaras de rede padrão

IP com significado especial

Roteamento

Operação Lógica AND

Limitações das Classes IP

Sub-redes

Máscara de sub-rede

Dimensionando sub-redes

Cabeçalho IP

Fragmentação

Remontagem

ICMP

Transporte

Aplicação

Contato

16

Rede - Internet Protocol (IP)

Tratar endereços e rotear;Transferência transparente dedatagramas entre entidades detransporte;Oferece Fragmentação/Remontagem;Não orientado a conexão;Não-confiável, pois pacote pode:

Ser perdido;Chegar atrasado;Ser duplicado;Ser entregue na ordem errada;



Protocolos ecamadas

Física

Enlace

RedeIP

Endereço IP




Roteamento



Sub-redes



Cabeçalho IP

Fragmentação

Remontagem

ICMP

Transporte

Aplicação

Contato

17

Rede - Endereço IP

Tem 32 bits (4 grupos de 8 bits) e éformado pelo par:net_id + host_idPode significar uma rede, um host, outodos os hosts de uma rede;A identificação da rede e hostpossibilita o roteamento de pacotes;



Protocolos ecamadas

Física

Enlace

RedeIP

Endereço IP




Roteamento



Sub-redes



Cabeçalho IP

Fragmentação

Remontagem

ICMP

Transporte

Aplicação

Contato

18

Rede - Exemplo de endereço IP

Base binária:

11001000.11000000.01100100.00001011

Base decimal:

200.192.100.11



Protocolos ecamadas

Física

Enlace

RedeIP

Endereço IP




Roteamento



Sub-redes



Cabeçalho IP

Fragmentação

Remontagem

ICMP

Transporte

Aplicação

Contato

19

Rede - Estrutura de classes IP

Classe A:

net_id + host_id1 byte + 3 bytes

0*******.********.********.********poucas redes + muitos hosts

Faixa: 0.1.0.0 . . . 126.0.0.0



Protocolos ecamadas

Física

Enlace

RedeIP

Endereço IP




Roteamento



Sub-redes



Cabeçalho IP

Fragmentação

Remontagem

ICMP

Transporte

Aplicação

Contato

20


Classe B:

net_id + host_id2 bytes + 2 bytes

10******.********.********.********situação + intermediária

Faixa: 128.0.0.0 . . . 191.255.0.0



Protocolos ecamadas

Física

Enlace

RedeIP

Endereço IP




Roteamento



Sub-redes



Cabeçalho IP

Fragmentação

Remontagem

ICMP

Transporte

Aplicação

Contato

21


Classe C:

net_id + host_id3 bytes + 1 byte

110*****.********.********.********muitas redes + poucos hosts

Faixa: 192.0.1.0 . . . 223.255.255.0



Protocolos ecamadas

Física

Enlace

RedeIP

Endereço IP




Roteamento



Sub-redes



Cabeçalho IP

Fragmentação

Remontagem

ICMP

Transporte

Aplicação

Contato

22

Rede - Faixas reservadas para uso interno

1 rede Classe A:

10.0.0.0 . . . 10.255.255.255

16 redes Classe B:

172.16.0.0 . . . 172.31.255.255

256 redes Classe C:

192.168.0.0 . . . 192.168.255.255



Protocolos ecamadas

Física

Enlace

RedeIP

Endereço IP




Roteamento



Sub-redes



Cabeçalho IP

Fragmentação

Remontagem

ICMP

Transporte

Aplicação

Contato

23

Rede - Máscaras de rede padrão paraClasses IP

Os bits da máscara configuram o queserá identificador da rede e do host;

Classe A: 255.0.0.0

11111111.00000000.00000000.00000000

Classe B: 255.255.0.0

11111111.11111111.00000000.00000000

Classe C: 255.255.255.0

11111111.11111111.11111111.00000000



Protocolos ecamadas

Física

Enlace

RedeIP

Endereço IP




Roteamento



Sub-redes



Cabeçalho IP

Fragmentação

Remontagem

ICMP

Transporte

Aplicação

Contato

24

Rede - Endereços IP com significadoespecial

IP de rede: é o endereço IP cujos bitsde host_id estão marcados com 0.IP de broadcast: é o endereço IP cujosbits de host_id estão marcados com 1.IPs de loopback: rede 127.0.0.0Classe A, utilizada para acessar opróprio host (127.0.0.1).



Protocolos ecamadas

Física

Enlace

RedeIP

Endereço IP




Roteamento



Sub-redes



Cabeçalho IP

Fragmentação

Remontagem

ICMP

Transporte

Aplicação

Contato

25

Rede - Roteamento entre redes IP

Redes da Empresa X

Matriz

Roteador

Rede Classe C: 192.168.0.0Faixa: 192.168.0.1 - .254

FilialRede Classe C: 192.168.1.0Faixa: 192.168.1.1 - .254

192.168.1.1

192.168.0.1

Redes diferentes

Roteador



Protocolos ecamadas

Física

Enlace

RedeIP

Endereço IP




Roteamento



Sub-redes



Cabeçalho IP

Fragmentação

Remontagem

ICMP

Transporte

Aplicação

Contato

26

Rede - Como o roteamento acontece?

Todo pacote transmitido possuiendereços IP de origem e destino;A tabela de roteamento inclui todos ospossíveis destinos que o host conhece;É realizada uma operação lógica ANDentre IP de destino e cada máscara derede da tabela de roteamento;Cada resultado é comparado aorespectivo destino da tabela, se foremiguais o pacote é enviado por esta rota.



Protocolos ecamadas

Física

Enlace

RedeIP

Endereço IP




Roteamento



Sub-redes



Cabeçalho IP

Fragmentação

Remontagem

ICMP

Transporte

Aplicação

Contato

27

Rede - Operação Lógica AND

IP de origem⇒ IP de destino192.168.0.1⇒ 192.168.1.1;Máscara de rede de um destino databela de roteamento: 255.255.255.0

ip:11000000.10101000.00000001.00000001m:11111111.11111111.11111111.00000000rs:11000000.10101000.00000001.00000000



Protocolos ecamadas

Física

Enlace

RedeIP

Endereço IP




Roteamento



Sub-redes



Cabeçalho IP

Fragmentação

Remontagem

ICMP

Transporte

Aplicação

Contato

28

Rede - Limitações das Classes IP

Menor rede possível é uma classe C,que fornece 254 endereços de hosts;Considerando o exemplo anterior -onde foram usados 60 endereços IP,houve desperdício de 194;Na realidade→ 2 prédios→ 2 ClassesC; nesse caso, foram desperdiçados388 endereços IP.



Protocolos ecamadas

Física

Enlace

RedeIP

Endereço IP




Roteamento



Sub-redes



Cabeçalho IP

Fragmentação

Remontagem

ICMP

Transporte

Aplicação

Contato

29

Rede - Sub-redes - Quando utilizar?

A técnica de sub-redes pode serutilizada quando há necessidade deimplementar configurações de redesnão previstas na estrutura de classesIP;Permite subdividir redes de Classe A,B, ou C, em redes menores(sub-redes).Também pode ser utilizada sobresub-redes já definidas.



Protocolos ecamadas

Física

Enlace

RedeIP

Endereço IP




Roteamento



Sub-redes



Cabeçalho IP

Fragmentação

Remontagem

ICMP

Transporte

Aplicação

Contato

30

Rede - Sub-redes - Como utilizar?

A quantidade de sub-redes deve serigual a 2n (2, 4, 8, 16, 32, 64, ?)Onde n é o número de bits que serãoutilizados para identificar a sub-rededentro de um endereço IP;Deve-se definir a máscara de sub-redepara se obter a nova configuração dosbits.



Protocolos ecamadas

Física

Enlace

RedeIP

Endereço IP




Roteamento



Sub-redes



Cabeçalho IP

Fragmentação

Remontagem

ICMP

Transporte

Aplicação

Contato

31

Rede - Máscara de sub-rede

Também conhecida como máscara derede ou netmask, altera a forma deinterpretar um endereço IP;

net_id + subnet_id + host_id

Assim como o endereço IP, possui 32bits (4 grupos de 8 bits). Os bits queidentificam a rede (e sub-rede) devemser marcados com 1 o restante com 0.



Protocolos ecamadas

Física

Enlace

RedeIP

Endereço IP




Roteamento



Sub-redes



Cabeçalho IP

Fragmentação

Remontagem

ICMP

Transporte

Aplicação

Contato

32

Rede - Dimensionando sub-redes

Considere o problema da rede daEmpresa XPara dimensionar: o número máximo(M) de IPs da Classe deve ser dividopor 2 sucessivamente até se obter otamanho apropriado (A);A diferença entre M e A convertida embinário é a configuração dos bits quedevem ser alterados na máscara atual.



Protocolos ecamadas

Física

Enlace

RedeIP

Endereço IP




Roteamento



Sub-redes



Cabeçalho IP

Fragmentação

Remontagem

ICMP

Transporte

Aplicação

Contato

33


Então:número máximo de IPs = 256 (classe C)256/2 = 128; 128/2 = 64256−64 = 192, em binário: 11000000

A nova configuração deverá substituirna máscara de rede os bits de host_idMáscara de sub-rede:

255 . 255 . 255 . 19211111111.11111111.11111111.11000000



Protocolos ecamadas

Física

Enlace

RedeIP

Endereço IP




Roteamento



Sub-redes



Cabeçalho IP

Fragmentação

Remontagem

ICMP

Transporte

Aplicação

Contato

34


Sub-redes da Empresa X

��

��

��

�� 62

��

��

��

��

��

�� !��

��



Protocolos ecamadas

Física

Enlace

RedeIP

Endereço IP




Roteamento



Sub-redes



Cabeçalho IP

Fragmentação

Remontagem

ICMP

Transporte

Aplicação

Contato

35

Redes - Cabeçalho IP

1 4 8 12 16 20 24 28 32

Versão HLEN

Flags|

IP de destino

Enchimento (Padding)Opções IP (Se houverem)

Tempo de vida Protocolo Header Checksum

IP de origem

Tipo de Servico Comprimento total do Datagrama

Identificação Deslocamento do Fragmento

Versão (4 bits);HLEN (4 bits):

Tamanho em no de palavras de 32 bits;Header sem opções: 5 (20 bytes);Header com opções: tamanho máximo15 (60 bytes).



Protocolos ecamadas

Física

Enlace

RedeIP

Endereço IP




Roteamento



Sub-redes



Cabeçalho IP

Fragmentação

Remontagem

ICMP

Transporte

Aplicação

Contato

36

Rede - Cabeçalho IP

Tipo de Serviço (8 bits): precedência(3 bits), Atraso (D), Vazão (T) eConfiabilidade (R);Comprimento total do datagrama (16bits): Cabeçalho + área de dados;Identificação (16 bits): Difere umdatagrama IP de outro, imprescindívelpara fragmentação e remontagem;Flags (3 bits):

ReservedMore Fragments (MF)Don´t Fragment (DF)



Protocolos ecamadas

Física

Enlace

RedeIP

Endereço IP




Roteamento



Sub-redes



Cabeçalho IP

Fragmentação

Remontagem

ICMP

Transporte

Aplicação

Contato

37

Rede - Cabeçalho IP

Deslocamento do fragmento (13 bits);Tempo de vida - Time to Live TTL (8bits);Protocolo (8 bits):

Próximo nível a receber dados (protocoloque está encapsulado no datagrama IP)ICMP (1), TCP (6), UDP (17)

Header Checksum (16 bits);Opções (campo variável):

Security, source route, record route,stream id (ex.: voz), timestamp recording;

Enchimento ou Padding é variável poiso header deve ser alinhado em 32 bits.



Protocolos ecamadas

Física

Enlace

RedeIP

Endereço IP




Roteamento



Sub-redes



Cabeçalho IP

Fragmentação

Remontagem

ICMP

Transporte

Aplicação

Contato

38

Rede - Fragmentação

Datagrama IP (cabeçalho + dados):<= 65536 bytesCada protocolo de enlace tem um MTUdiferenciado:

MTU mínimo: 576 bytesEthernet: 1500 bytesFDDI: 4500 bytesGigabitEthernet: Jumbo Frame (>=9000bytes)ATM: 9180 bytes...

Datagramas maiores do que a MTU darede devem ser fragmentados.



Protocolos ecamadas

Física

Enlace

RedeIP

Endereço IP




Roteamento



Sub-redes



Cabeçalho IP

Fragmentação

Remontagem

ICMP

Transporte

Aplicação

Contato

39

Rede - Fragmentação

Cada fragmento recebe uma cópia docabeçalho IP do datagrama original euma porção de dados;No cabeçalho IP dos fragmentos sãoatualizados os campos:

Flags, Deslocamento, Comprimento eHeader Checksum;

Header IP Dados

Header IP Dados Frag #1 ID = xxxx DF = 0 MF =1 Deslocamento = 0

ID = xxxx DF = 0 MF = 0 Deslocamento = 0+Tam FRAG #1

Datagrama Original

Fragm

entos

Header IP Dados Frag #2



Protocolos ecamadas

Física

Enlace

RedeIP

Endereço IP




Roteamento



Sub-redes



Cabeçalho IP

Fragmentação

Remontagem

ICMP

Transporte

Aplicação

Contato

40

Rede - Remontagem

Fragmentos são remontados somenteno destino

Roteadores intermediários não devemremontar datagramas:

Gasto de memória e processamento;Comutação de pacotes = fragmentos comrotas diferenciadas;

Tempo máximo para remontagemSe faltam fragmentos e o tempo seesgota, os fragmentos são descartados;Destino envia para origem um ICMP deTime Exceeded.



Protocolos ecamadas

Física

Enlace

RedeIP

Endereço IP




Roteamento



Sub-redes



Cabeçalho IP

Fragmentação

Remontagem

ICMP

Transporte

Aplicação

Contato

41

RedeInternet Control Message Protocol - ICMP

O IP não provê serviços para detectarfalhas e efetuar testes;O ICMP foi projetado como umprotocolo "auxiliar", mas é obrigatórioem toda implementação do IP;Permite comunicação de controle esinalização de erros entre dispositivosde rede que executam IP;Algumas funções: informe de timeouts;anúncio de erros de rede; anúncio decongestionamento;Útil para monitoramento e diagnósticode problemas!



Protocolos ecamadas

Física

Enlace

RedeIP

Endereço IP




Roteamento



Sub-redes



Cabeçalho IP

Fragmentação

Remontagem

ICMP

Transporte

Aplicação

Contato

42

Rede - Cabeçalhos ICMP

Cabeçalho geralTipo Código Soma de Verificação (CheckSum)

Depende do tipo de mensagem

Cabeçalho de Solicitação e RespostaTipo (8 ou 0) Código (0) Soma de Verificação (CheckSum)

Identificador Número de sequência

Dados Opcionais

Cabeçalho de destino inalcançávelTipo (3) Código (0) Soma de Verificação (CheckSum)

Não-utilizado (deve ser zero)

Cabeçalho IP + Primeiros 64 bits do datagrama



Protocolos ecamadas

Física

Enlace

RedeIP

Endereço IP




Roteamento



Sub-redes



Cabeçalho IP

Fragmentação

Remontagem

ICMP

Transporte

Aplicação

Contato

43

Rede - Mensagens ICMP

Tipo Descrição0 Resposta de eco (Echo Reply)3 Destino inalcançável/inacessível4 Source Quench - Redução da transmissão5 Redirecionamento (informe de outra rota)8 Solicitação de eco (Echo Request)

11 Tempo excedido - Campo TTL em zero12 Campo de cabeçalho inválido13 Solicitação de Indicação de Hora14 Resposta de Indicação de Hora17 Solicitação de Máscara de Endereço18 Resposta de Máscara de Endereço



Protocolos ecamadas

Física

Enlace

RedeIP

Endereço IP




Roteamento



Sub-redes



Cabeçalho IP

Fragmentação

Remontagem

ICMP

Transporte

Aplicação

Contato

44

Rede - Códigos para destino inalcançável

Cód. Descrição0 Rede inacessível1 Host inacessível2 Protocolo inacessível3 Porta inacessível4 Fragmentação necessária, mas flag DF5 Rota de origem em falha6 Rede de destino desconhecida7 Host de destino desconhecido8 Host de origem isolado9 Comunicação com rede destinatária proibida

10 Comunicação com host destinatário proibido13 Comunicação administrativamente proibida



Protocolos ecamadas

Física

Enlace

Rede

TransporteUDP

Cabeçalho UDP

TCP

Características funcionais

Cabeçalho TCP

Estabelecendo umaconexão TCP

Ataque SYN Flood

Encerrando uma conexãoTCP

Controle de Fluxo

Controle decongestionamento

Aplicação

Contato

45

Transporte - Principais características

Conecta entidades de aplicação;Entrega fim-a-fim:aplicação-a-aplicação;Preferencialmente confiável: escolhade acordo com a aplicação;



Protocolos ecamadas

Física

Enlace

Rede

TransporteUDP

Cabeçalho UDP

TCP


Cabeçalho TCP


Ataque SYN Flood


Controle de Fluxo


Aplicação

Contato

46

Transporte - UDPUser Datagram Protocol - UDP

Utiliza o IP como meio de transportesem adicionar confiabilidade, controlede fluxo ou recuperação de erros;Oferece maior/melhor desempenho emredes locais (LANs);Multiplexação/demultiplexação: formade distinção de múltiplos tráfegos;No UDP a multiplexação se baseia emIP e porta de destino;



Protocolos ecamadas

Física

Enlace

Rede

TransporteUDP

Cabeçalho UDP

TCP


Cabeçalho TCP


Ataque SYN Flood


Controle de Fluxo


Aplicação

Contato

47

Transporte - Cabeçalho UDP

Formato de datagrama UDP;0 16 31

Porta de Origem Porta de Destino

Comprimento Soma de Verificação

Dados...

Pseudo cabeçalho UDP (para cálculo)0 8 16 31

Endereço IP de Origem

Endereço IP de Destino

ZERO PROTO (17) Comprimento UDP



Protocolos ecamadas

Física

Enlace

Rede

TransporteUDP

Cabeçalho UDP

TCP


Cabeçalho TCP


Ataque SYN Flood


Controle de Fluxo


Aplicação

Contato

48

Transporte - TCP - Principais funçõesTransmission Control Protocol - TCP

Fornecer uma conexão confiável sobreuma Internet não confiável (IP);Se adaptar dinamicamente àscaracterísticas das diferentes redesque compõem a Internet (largura debanda, taxa, atraso, etc..);Ser robusto frente às diferentes falhasque podem ocorrer na Internet;Suporte a segmentação,sequenciação, controle de erro e defluxo para fornecer confiabilidade àsaplicações.



Protocolos ecamadas

Física

Enlace

Rede

TransporteUDP

Cabeçalho UDP

TCP


Cabeçalho TCP


Ataque SYN Flood


Controle de Fluxo


Aplicação

Contato

49

Transporte - TCP - CaracterísticasfuncionaisTransmission Control Protocol - TCP

TCP é orientado a conexão;Conexão TCP é fim-a-fim e duplex;No TCP multiplexação é baseada naconexão;Conexão é um fluxo de bytes;Fluxo é ordenado;Prioridades simples (PUSH,URGENT);



Protocolos ecamadas

Física

Enlace

Rede

TransporteUDP

Cabeçalho UDP

TCP


Cabeçalho TCP


Ataque SYN Flood


Controle de Fluxo


Aplicação

Contato

50

Transporte - Cabeçalho TCP

1 4 8 12 16 17 32

Porta de Origem Porta de Destino

HLEN | Reservado | Bits de código Janela

Checksum Ponteiro Urgente

Opções (se houverem) Enchimento (Padding)

Número de Sequência

Número de reconhecimento

Porta de origem e destino: identificamos processos de aplicação na origem eno destino que estão trocando dados.



Protocolos ecamadas

Física

Enlace

Rede

TransporteUDP

Cabeçalho UDP

TCP


Cabeçalho TCP


Ataque SYN Flood


Controle de Fluxo


Aplicação

Contato

51


Número de sequência: é aidentificação do primeiro byte de dadoscontido no segmento enviado. Osdemais são sequenciados a partirdeste byte.Número de reconhecimento: identificaos bytes que foram recebidos etratados sem erro pelo destino, bemcomo a sequência do próximo byteesperado.HLEN: comprimento do cabeçalhoTCP;



Protocolos ecamadas

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Rede

TransporteUDP

Cabeçalho UDP

TCP


Cabeçalho TCP


Ataque SYN Flood


Controle de Fluxo


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Contato

52


Reservado é um campo ainda nãoutilizadoBits de código: URG | ACK | PSH |RST | SYN | FINJanela: identifica o tamanho da janelapara o controle de fluxo;Checksum: verificação de erros detransmissão. Tanto o cabeçalho TCPcomo a área de dados sãoconsideradosPonteiro urgente: indicar dadosurgentes



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Cabeçalho UDP

TCP


Cabeçalho TCP


Ataque SYN Flood


Controle de Fluxo


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53

Transporte - Estabelecendo uma conexãoTCP (Three way handshake)

Cliente envia pacote com bit SYNmarcado;Servidor responde com bit SYN e ACKmarcados;Cliente confirma com pacote com bitACK marcado



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Cabeçalho UDP

TCP


Cabeçalho TCP


Ataque SYN Flood


Controle de Fluxo


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Transporte - TCP - Ataque SYN FloodInundar host com solicitações falsas deconexão TCP;

Atacante Host destinoSYN SYN + ACK

RSTSYN

SYN

SYN

SYN

SYN

RST

Método de proteção, disponível noLinux:

echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/tcp_syncookies



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Cabeçalho UDP

TCP


Cabeçalho TCP


Ataque SYN Flood


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Transporte - Encerrando uma conexãoTCP (Four way handshake)

Cliente envia pacote com bit FINmarcado;Servidor responde com bit ACKmarcado;Servidor envia pacote com bit FINmarcado;Cliente confirma com bit ACK marcado.



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TransporteUDP

Cabeçalho UDP

TCP


Cabeçalho TCP


Ataque SYN Flood


Controle de Fluxo


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56

Transporte - TCP - Controle de Fluxo

Capacidade de transmissão é reguladaem função da capacidade de recepçãono destino;O TCP executa o algoritmo de janeladeslizante;A cada envio de mensagens o hostinforma o número de bytes que podemser recebidos;Heurística deve ser utilizada para evitarexcesso de transferências de controle.



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TransporteUDP

Cabeçalho UDP

TCP


Cabeçalho TCP


Ataque SYN Flood


Controle de Fluxo


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Transporte - TCP - Controle decongestionamento

Origem controla transmissão deacordo com as condições da rede;A camada de rede (protocolo IP) nãooferece à camada de transportenenhum suporte explícito com essafinalidadePartida Lenta: CongWin * 2 a cadaRTT;Perda = timeout ou 3 ACKs iguais;Diminuição multiplicativa (CongWin/2)e aumento aditivo(CongWin+1MSS)RTT;



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Rede

Transporte

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Contato

58

Contato

Prof. M.e Maurício Severich

[email protected]

http://mauricio.severich.com.br/teaching/redes


mailto:[email protected]

http://mauricio.severich.com.br/teaching/redes

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Protocolos da Arquitetura TCP/IP - Maurí[email protected]/teaching/redes/modelodecamadas.pdf · Física Enlace Rede Transporte Aplicação Contato 1 Protocolos da