INTRODUÇÃO ÀS REDES DE COMPUTADORES
CAMADA DE REDE
Teresa Vazão
2012/2013 IRC -‐ Introdução às Redes de Computadores -‐ LERC/LEE 2
INTRODUÇÃO
• 1982 – Bolt, Beranek and Newman: • Inventores do protocolo de interligação de rede Exterior Gateway Protocol • Beranek e Bolt professores do MIT e Newman, ex-‐aluno de Bolt • Fundadores da empresa BBN
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Internetworking, ligar o mundo em rede..
SUMARIO
• Protocolos da camada de rede – Protocolos de rede – Endereçamento IP
• Endereçamento IPv4
– Gestão de endereços – Interligação de redes – Encaminhamento IP
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CAMADA DE REDE
Endereçamento IPv4
• IdenZficador dos elementos de rede (sistemas terminais e encaminhadores)
• Conceitos e terminologia – O que é o quê?
• Formato dos endereços • Como se organiza?
• Tipos de endereços – Que Zpos de endereço existem?
• Plano de endereçamento – Como se atribuem endereços na rede?
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CAMADA DE REDE – endereçamento IPv4
Conceitos e terminologia
• Endereço IP – IP address – IdenZficação global da interface
dum nó – Duas versões em funcionamento:
IPv4 e IPv6 – Ex: 65.10.2.30 (IPv4)
• Atribuição – IANA – Internet Assigned Numbers
Authority
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ST4 ST1
Aplicação Transporte
Rede Lig. lógica Física
Rede Lig. lógica Física
Aplicação Transporte
Rede Lig. lógica Física
Rede Lig. lógica Física
IPr1B IPr2B
IPr1A IPr2A IPST4 IPST2
CAMADA DE REDE – endereçamento IPv4
Conceitos e terminologia
• Sub-‐rede – Subnet – Divisão duma rede IP, em redes
mais pequenas – Elementos de rede duma sub-‐
rede têm uma parte do endereço IP que é igual
• Máscara de rede – Net mask – IdenZfica a sub-‐rede a que um
endereço IP pertence – Ex: 255.0.0.0 (bits a “1”
idenZficam a sub-‐rede)
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ST4 ST1
Aplicação Transporte
Rede Lig. lógica Física
Rede Lig. lógica Física
Aplicação Transporte
Rede Lig. lógica Física
Rede Lig. lógica Física
IPr1B IPr2B
IPr1A
IPST2
IPr2A IPST4
CAMADA DE REDE – endereçamento IPv4
Formato dos endereços
• Os endereços IP organizam a rede de forma hierárquica
• Componentes – IdenZficador do sistema terminal – IdenZficador da sub-‐rede
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CAMADA DE REDE – endereçamento IPv4
Formato dos endereços – endereço
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hosSd: Sufixo ou IdenZficador do Sistema Terminal
neSd: Prefixo ou IdenZficador de rede
32 bits
65 10 2 30
0100 0001 0000 1010 0000 0010 0001 1110
y bits x bits
CAMADA DE REDE – endereçamento IPv4
Formato dos endereços – máscara de rede
2012/2013 IRC -‐ Introdução às Redes de Computadores -‐ LERC/LEE 10
32 bits
255 0 0
1111 1111 0000 0000 0000 0000 0000 0000
24 bits 8 bits
0
neSd: Prefixo ou IdenZficador de rede
hosSd: Sufixo ou IdenZficador do Sistema Terminal
CAMADA DE REDE – endereçamento IPv4
Formato dos endereços – representação conjunta
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32 bits
255 0 0 0
1111 1111 0000 0000 0000 0000 0000 0000
24 bits 8 bits
32 bits
65 10 2 30
0100 0001 0000 1010 0000 0010 0001 1110
y bits x bits
neSd: Prefixo ou IdenZficador de rede
hosSd: Sufixo ou IdenZficador do Sistema Terminal
CAMADA DE REDE – endereçamento IPv4
Tipos de endereços
• A organização dos endereços IP influencia o encaminhamento
• Organização classful – Grupos de endereços estão
estruturados em classes – Cada classe tem uma dimensão
fixa e pre-‐determinada
• Organização classless – Grupos de endereços não estão
estruturados em classes – Não existe uma dimensão fixa para
cada grupo de endereços
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CAMADA DE REDE – endereçamento IPv4
Tipos de endereços– classes de endereços
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0
0 8 16 24 31
Rede (neSd) Sistema Terminal (hosSd) Class A
1 0 neSd hosSd Class B
1 1 0 neSd hosSd Class C
CAMADA DE REDE – endereçamento IPv4
Tipos de endereços – caracterização das classes
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Classe ID class # bits do prefixo
# max de subnets
# bits do sufixo
# max de hosts
A 0 (bit 31) 7 27=128 24 224=16 777 216
B 10 (bits 31 e 30) 14 214=16 384 16 216=65 536 C 110 (bits 31-‐29) 21 221=2 097 152 8 28=256
0
0 8 16 24 31
Rede (neSd) Sistema Terminal (hosSd) Class A
1 0 neSd hosSd Class B
1 1 0 neSd hosSd Class C
CAMADA DE REDE – endereçamento IPv4
Tipos de endereços– gamas de endereços
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0
0 8 16 24 31
Rede (neSd) Sistema Terminal (hosSd) Class A
1 0 neSd hosSd Class B
1 1 0 neSd hosSd Class C
Classe ID class Gama de endereços
Máscara de rede
A 0 (bit 31) 1.0.0.0 127.255.255.255 255.0.0.0
B 10 (bits 31 e 30) 128.0.0.0 191.255.255.255 255.255.0.0
C 110 (bits 31-‐29) 192.0.0.0 239.255.255.255 255.255.255.0
CAMADA DE REDE – endereçamento IPv4
Tipos de endereços -‐ gamas de endereços
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0
0 8 16 24 31
Rede (neSd) Sistema Terminal (hosSd) Class A
1 0 neSd hosSd Class B
1 1 0 neSd hosSd Class C
Classe Exemplo Endereço IP && Máscara de rede
A neZd=8 10.2.3.8 && 255.0.0.0
B neZd=16 146.193.32.4 && 255.255.0.0
C neZd=24 222.3.88.1 && 255.255.255.0
CAMADA DE REDE – endereçamento IPv4
Tipos de endereços – endereços especiais
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neSd hosSd Classe A Classe B Classe C ObjecSvo neZd zeros 10.0.0.0 146.193.0.0 222.3.88.0 IdenZfica a subrede
zeros hosZd 0. 2.3.8 0.0. 32.4 0.0.0.1 IdenZfica um host na subrede
zeros zeros 0.0.0.0 Este host
uns uns 255.255.255.255 Broadcast -‐ IdenZfica todas as interfaces
neZd uns 10.255.255.255 146.193.255.255 222.3.88.255 Broadcast directo – IdenZfica todas as interfaces da rede
127 zeros 127.0.0.1 Loopback – comunicação com o host local
End. de loop back: usado para comunicação entre processos – faz o bypass da camada de ligação lógica
CAMADA DE REDE – endereçamento IPv4
Tipos de endereços -‐ resumo
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CIDR hosSd Máscara de rede # max de hosts Observações
/8 24 255.0.0.0 224=16 777 216 Classe A
/9 23 255.128.0.0 224=8 388 608
..
/16 16 255.255.0.0 216=65535 Classe B
/17 15 255.255.128.0 215=32768
..
/24 8 255.255.255.0 28=256 Class C
…
/30 2 255.255.255.252 230=4 Ligações ponto-‐a-‐ponto
/31 1 255.255.255.254 231=2 Não usado
/32 0 255.255.255.255 232=1 Rota para host
CAMADA DE REDE – endereçamento IPv4
Tipos de endereços– desZnatário da comunicação
• Unicast – 1 origem – 1 desZno – IdenZfica uma interface dum
elemento de rede • Sistema Terminal • Encaminhador • Outros (interface de gestão)
2012/2013 IRC -‐ Introdução às Redes de Computadores -‐ LERC/LEE 19
CAMADA DE REDE – endereçamento IPv4
Tipos de endereços– desZnatário da comunicação
• Unicast – 1 origem – 1 desZno – IdenZfica uma interface dum
elemento de rede • Sistema Terminal • Encaminhador • Outros (interface de gestão)
• MulScast – 1 origem – múlZplos desZnos – IdenZfica um grupo de interfaces – 1110 nos 4 bits mais significaZvos do
endereço IP
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CAMADA DE REDE – endereçamento IPv4
Tipos de endereços– desZnatário da comunicação
• Unicast – 1 origem – 1 desZno – IdenZfica uma interface dum
elemento de rede • Sistema Terminal • Encaminhador • Outros (interface de gestão)
• MulScast – 1 origem – múlZplos desZnos – IdenZfica um grupo de interfaces – 1110 nos 4 bits mais significaZvos do
endereço IP
• Broadcast – 1 origem – todos os desZnos – IdenZfica todas as interfaces – Todos os bits a “1”
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CAMADA DE REDE – endereçamento IPv4
Tipos de endereços – Classless Inter Domain Rou9ng (CLIDR)
• Divisão do espaço de endereçamento de forma ajustada às necessidades
• Não existem classes
• Evitar o esgotamento do espaço de endereços IPv4 – JÁ aconteceu L !
• Normalização – RCF 1519
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CAMADA DE REDE – endereçamento IPv4
Tipos de endereços – representação de endereços classless
• Representação de endereços – Representação decimal de bytes, separados por “.”. – neSd: idenZficação da rede – hosSd: idenZficação do sistema terminal – Ex: 65.10.2.30
• Prefixo – Inteiro que define o número de bits que representam a rede – Ex: /8: 8 bits mais significaZvos representam a rede – Prefixo análogo à mascara de rede 255.0.0.0
• Representação – 65.10.2.30/8
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CAMADA DE REDE – endereçamento IPv4
Tipos de endereços – construção dum endereço classless
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32 bits
255 255 255 192
1111 1111 1111 1111 1111 1111 11 00 0000
6 bits 26 bits
Prefixo ou IdenZficador de rede
Sufixo ou IdenZficador do Sistema Terminal
32 bits
128 10 2 30
1000 0000 0000 1010 0000 0010 00 01 1110
6 bits 26 bits
CAMADA DE REDE – endereçamento IPv4
Tipos de endereços – comparação
• Classful Inter Domain RouSng – Definição de classes de
endereços
– Cada classe é caracterizada pela dimensão fixa do campo neSd
– Classes idenZficadas por bits mais significaZvos do campo de endereços
• Exemplo: – 65.10.2.30 && 255.0.0.0
• Classless Inter Domain RouSng – Inexistência de classes – Dimensão variável do campo
neSd
– IdenZficação da dimensão do campo neZd feita pelo prefixo de rede
• Exemplo: – 65.10.2.30/8
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CAMADA DE REDE – endereçamento IPv4
Plano de endereçamento
• Definição do mapa de endereçamento é fundamental na organização das redes
• Ligações na mesma subrede parZlham o mesmo neZd
• Sistemas na mesma subrede têm hosZd diferentes
• Reservar endereços especiais para certos fins
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CAMADA DE REDE – endereçamento IPv4
Plano de endereçamento -‐ planeamento de rede básica
• ndereços a considerar – IdenZficação da rede: – Endereço de IP1 – Endereço de GW – Broadcast directo
Plano de endereços – net_id=30 – host_id=4
2012/2013 IRC -‐ Introdução às Redes de Computadores -‐ LERC/LEE 27
IP1=?
GW=?
Internet
?
sub-‐rede
? Broadcast direto
CAMADA DE REDE – endereçamento IPv4
Plano de endereçamento -‐ planeamento de rede básica
• Rede – net_id+(host_id=0) – Ex: 193.1.2.0/30
Plano de endereços – net_id=30 – host_id=4
2012/2013 IRC -‐ Introdução às Redes de Computadores -‐ LERC/LEE 28
IP1=?
GW=?
Internet
193.1.2.0/30
sub-‐rede
? Broadcast direto
CAMADA DE REDE – endereçamento IPv4
Plano de endereçamento -‐ planeamento de rede básica
• Broadcast direto – net_id+(host_id=bits a 1) – Ex: 193.1.2.3/30
Plano de endereços – net_id=30 – host_id=4
2012/2013 IRC -‐ Introdução às Redes de Computadores -‐ LERC/LEE 29
IP1=?
GW=?
Internet
193.1.2.0/30
sub-‐rede
193.1.2.3/30 Broadcast direto
CAMADA DE REDE – endereçamento IPv4
Plano de endereçamento -‐ planeamento de rede básica
• Default GW – Endereço anterior ao
broadcast directo – Ex: 193.1.2.2/30
Plano de endereços – net_id=30 – host_id=4
2012/2013 IRC -‐ Introdução às Redes de Computadores -‐ LERC/LEE 30
IP1=?
GW=193.1.2.2/30
Internet
193.1.2.0/30
sub-‐rede
Broadcast direto
193.1.2.3/30
CAMADA DE REDE – endereçamento IPv4
Plano de endereçamento -‐ planeamento de rede básica
• Sistema terminal – Restante endereço – Ex: 193.1.2.1/30
Plano de endereços – net_id=30 – host_id=4
2012/2013 IRC -‐ Introdução às Redes de Computadores -‐ LERC/LEE 31
IP1=193.1.2.1
GW=193.1.2.2/30
Internet
193.1.2.0/30
sub-‐rede
193.1.2.3/30 Broadcast direto
CAMADA DE REDE – endereçamento IPv4
Plano de endereçamento -‐ planeamento de rede básica
• Endereços a considerar – Rede: 193.1.2.0/30 – IP1: 193.1.2.1/30 – GW: 193.1.2.2/30 – Broadcast directo:193.1.2.3/30
2012/2013 IRC -‐ Introdução às Redes de Computadores -‐ LERC/LEE 32
32 bits
193 1 2
11000001 0000 0001 0000 0010 0000 00XX
2 bits
30 bits
IP1=193.1.2.1
GW=193.1.2.2/30
Internet
193.1.2.0/30
sub-‐rede
Broadcast direto 193.1.2.3/30
CAMADA DE REDE – endereçamento IPv4
Plano de endereçamento -‐ planeamento
• Como encontrar as redes? – IdenZficar cada interface dum
encaminhador, host – Criar ilhas de redes isoladas
2012/2013 IRC -‐ Introdução às Redes de Computadores -‐ LERC/LEE 33
CAMADA DE REDE – endereçamento IPv4
Plano de endereçamento -‐ planeamento
• Como encontrar as redes? – IdenZficar cada interface dum
encaminhador, host – Criar ilhas de redes isoladas
– Atribuir endereços às redes
2012/2013 IRC -‐ Introdução às Redes de Computadores -‐ LERC/LEE 34
223.1.1.0/24
223.1.2.0/24 223.1.3.0/24
CAMADA DE REDE – endereçamento IPv4
Plano de endereçamento -‐ planeamento
• Como encontrar as redes? – IdenZficar cada interface dum
encaminhador, host – Criar ilhas de redes isoladas
– Atribuir endereços às redes
2012/2013 IRC -‐ Introdução às Redes de Computadores -‐ LERC/LEE 35
Sistema interligado consStuído por 6 redes
223.1.1.0/24
223.1.2.0/24 223.1.3.0/24
223.1.9.0/24 223.1.7.0/24
223.1.8.0/24
CAMADA DE REDE – endereçamento IPv4
Plano de endereçamento -‐ planeamento
• Como encontrar as redes? – IdenZficar cada interface dum
encaminhador, host – Criar ilhas de redes isoladas – Atribuir endereços às redes
– Atribuir endereços aos ST de cada rede
2012/2013 IRC -‐ Introdução às Redes de Computadores -‐ LERC/LEE 36
Sistema interligado consStuído por 6 redes
223.1.1.1 223.1.1.3 223.1.1.2
223.1.1.0/24
223.1.2.0/24 223.1.3.0/24
223.1.9.0/24 223.1.7.0/24
223.1.8.0/24
223.1.1.1 223.1.1.3 223.1.1.2
223.1.1.0/24
223.1.2.0/24 223.1.3.0/24
223.1.9.0/24 223.1.7.0/24
223.1.8.0/24
CAMADA DE REDE – endereçamento IPv4
Plano de endereçamento – planeamento
• Como encontrar as redes? – IdenZficar cada interface dum
encaminhador, host – Criar ilhas de redes isoladas – Atribuir endereços às redes – Atribuir endereços aos ST de
cada rede
2012/2013 IRC -‐ Introdução às Redes de Computadores -‐ LERC/LEE 37
Sistema interligado consStuído por 6 redes
223.1.2.2 223.1.2.1 223.1.3.2 223.1.3.1
CAMADA DE REDE – endereçamento IPv4
Plano de endereçamento – planeamento
• Como encontrar as redes? – IdenZficar cada interface dum
encaminhador, host – Criar ilhas de redes isoladas – Atribuir endereços às redes – Atribuir endereços aos ST de
cada rede
2012/2013 IRC -‐ Introdução às Redes de Computadores -‐ LERC/LEE 38
Default GW: encaminhador usado para “sair” da rede
223.1.1.1 223.1.1.3 223.1.1.2
223.1.1.0/24
223.1.2.0/24 223.1.3.0/24
223.1.9.0/24 223.1.7.0/24
223.1.8.0/24
38
223.1.2.2 223.1.2.1 223.1.3.2 223.1.3.1