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Aula - Protocolo Tcp Ip

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Arquitetura Arquitetura INTERNETINTERNET

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Inicialmente era assim...Inicialmente era assim...

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IBMIBMDIGITALDIGITAL

OutrosOutros

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IBMIBMDIGITALDIGITAL

OutrosOutros

INTERNETINTERNET

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CorporateCorporate BandwithBandwith UsageUsage

05

1015202530354045

TCP/IP IPX/SPX SNA Outros

199519941995

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Características da Arquitetura InternetCaracterísticas da Arquitetura Internet

� Dividida em quatro camadas� Desenvolvidas de acordo com as

especificações do mercado� Cresceu de acordo com a demanda do

mercado� Espaço de endereçamento Limitado� Arquitetura Balanceada� Interconectividade Universal

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Camadas da InternetCamadas da Internet

� Camada de Aplicação� Camada de Transporte ( Serviços )� Camada de Rede � Camada Física

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O Protocolo IPO Protocolo IP

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EndereçamentoEndereçamento

O protocolo IP é responsável pelo endereçamento a nível de rede.

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Os endereços IP possuem 3 campos, num total de 32 bits.

•• Classe Classe

•• NetIDNetID

•• HostHost IDID

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O campo classe determina como devem ser O campo classe determina como devem ser interpretados os outros campos. As classes interpretados os outros campos. As classes mais usadas são as classes A, B e C.mais usadas são as classes A, B e C.

AA 00

BB 1010

CC 110110

DD 11101110

EE 1111011110

00 88 31311616 2424Net IDNet ID

Net IDNet ID

Net IDNet ID

HostHost IDID

HostHost IDID

HostHost IDID

MultcastMultcast IDID

Reservado para novas implementações Reservado para novas implementações

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O campo Net ID identifica o endereço da rede.O campo Net ID identifica o endereço da rede.

Este endereço é único para cada subEste endereço é único para cada sub--rede ligada à rede ligada à rede principal. rede principal.

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O campo O campo HostHost ID identifica a estação da rede. Este ID identifica a estação da rede. Este endereço deve ser único dentro de uma mesma subendereço deve ser único dentro de uma mesma sub--rede.rede.

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Notação Decimal PontuadaNotação Decimal Pontuada

32 bits32 bits

10000000 00001010 00000010 0001111010000000 00001010 00000010 00011110

128 . 10 . 2 . 30 128 . 10 . 2 . 30

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Desvantagens do Endereçamento IPDesvantagens do Endereçamento IP

�� Endereços baseados em conexõesEndereços baseados em conexões

�� Limitações das classes (Expansão da Limitações das classes (Expansão da Rede) Rede)

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NetworkNetwork InformationInformation CenterCenter (NIC)(NIC)

OrgãoOrgão responsável pela manutenção de endereços IP.responsável pela manutenção de endereços IP.

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Interface IP e FísicoInterface IP e Físico

O protocolo IP trata apenas do endereçamento a O protocolo IP trata apenas do endereçamento a nível de rede. O endereçamento a nível de enlace nível de rede. O endereçamento a nível de enlace depende do protocolo e arquitetura adotados.depende do protocolo e arquitetura adotados.

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Mapeamento de EndereçosMapeamento de Endereços

�� Mapeamento Direto (campo HOST ID)Mapeamento Direto (campo HOST ID)�� Tabelas para resolução de endereços: mais Tabelas para resolução de endereços: mais

simples, porém nem sempre aplicáveissimples, porém nem sempre aplicáveis

�� Protocolos para resolução de endereçosProtocolos para resolução de endereços::�� ARP ( ARP ( AddressAddress ResolutionResolution ProtocolProtocol ): estação tem o ): estação tem o

endereço IP, mas não tem o endereço físico.endereço IP, mas não tem o endereço físico.�� RARP ( RARP ( ReverseReverse AddressAddress ResolutionResolution ProtocolProtocol) : estação ) : estação

tem o endereço físico, mas não tem o endereço IP.tem o endereço físico, mas não tem o endereço IP.

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DatagramasDatagramasDatagramas

0 3 4 7 8 15 16 31

versão tam tipo de serviço * comprimento total

identificação flags * offset de fragmento

tempo de vida protocolo checksum do cabeçalho

endereço de origem

endereço de destino

opções * padding

dados

Formato do Datagrama IP

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Encapsulamento,Encapsulamento,FragmentaçãoFragmentação

eeRemontagemRemontagem

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HostHost AA

Roteador 1Roteador 1

Roteador 2Roteador 2

HostHost BB

Ethernet (1500)Ethernet (1500)

Ethernet (1500)Ethernet (1500)

Rede X.25 Rede X.25 (128)(128)

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RoteamentoRoteamento

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O roteamento dos O roteamento dos datagramasdatagramas pode ser feito de pode ser feito de duas formas:duas formas:

�� Direta: Dentro da mesma rede físicaDireta: Dentro da mesma rede física

�� Indireta: Para outra rede física Indireta: Para outra rede física

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HostHost AA192.5.48.1192.5.48.1

HostHost BB200.3.25.1200.3.25.1

HostHost CC202.1.37.1202.1.37.1

Roteador 1Roteador 1192.5.48.2192.5.48.2200.3.25.2200.3.25.2

Roteador 2Roteador 2200.3.25.3200.3.25.3202.1.37.3202.1.37.3

192.5.48.0192.5.48.0 200.3.25.0200.3.25.0

202.1.37.0202.1.37.0

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Tabela de Roteamento do Roteador 1192.5.48.0 Direto200.3.25.0 Direto202.1.37.0 200.3.25.3

Tabela de Roteamento do Roteador 2192.5.48.0 200.3.25.2200.3.25.0 Direto202.1.37.0 Direto

Tabelas de RoteamentoTabelas de Roteamento

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Roteamento na InternetRoteamento na Internet

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Protocolos de RoteamentoProtocolos de Roteamento

� Sistema Autônomos� Tipos de gateaways e seus protocolos

– Core Gateways GGP– Interior Gateways IGP– Exterior Gateways EGP

� Sistema Core – INOC (Internet Network Operations Center)

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Protocolos de RoteamentoProtocolos de Roteamento

INOCINOC

Sistema CoreSistema Core

CGCG CGCG

SA 1SA 1 SA 2SA 2

G 1G 1 G 2G 2 G 3G 3 G 4G 4

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ICMP ICMP (Internet (Internet ControlControl MessageMessage ProtocolProtocol))

� Protocolo IP– Serviço não orientado a conexão– Técnica de Comutação de Mensagens– Sem conexão entre Origem e Destino

� IP fornece um Serviço Não Confiável– Não reporta possíveis erros com seu datagrama

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ICMPICMP

� Protocolo para reporte de erros e mensagens de controle

� Não notifica a fonte original do problema� Somente informa à fonte sobre determinada

ocorrência de erro� Fonte terá que retransmitir o datagrama ou

identificar o motivo do problema

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ICMPICMP

� Encapsulamento no campo “Data” do datagrama IP

� Recebe mesmo tratamento de um datagramacomum

� Vulnerável aos mesmos problemas

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ICMPICMP

� Formato do Header

� Campo “Type” identifica a função da mensagem ICMP

TYPETYPE CODECODE CHECKSUMCHECKSUM

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ICMPICMP

� Principais funções das mensagens ICMP– Checagem da Capacidade de Alcance a um destino– Destino Inatingível– Congestionamento de Rede– Mudança de Rota– Tempo excedido para um datagrama– Problemas com algum parâmetro do Datagrama– Solicitação do Tempo Corrente de outra máquina

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TCPTCPTRANSMISSION CONTROL PROTOCOLTRANSMISSION CONTROL PROTOCOL

�Serviço que adiciona substâncias funcionais ao IP

� Maior confiabilidade� Maior complexidade

� Faz parte do conjunto de protocolos Internetworking

� É altamente independente� Simples interface com níveis

inferiores

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FUNÇÕES DO TCP

O TCP FOI CRIADO PARA PROPORCIONAR

UMA FORMA SEGURA DE TRANSFERÊNCIA

DE DADOS PROVENIENTES DE DIVERSAS

APLICAÇÕES, UTILIZANDO VÁRIOS MEIOS

DE COMUNICAÇÃO

O TCP FORNECE UMA ENTREGA DE DADOS

DE FORMA VIRTUAL , GARANTINDO A

INTEGRIDADE DOS MESMOS, ADOTANDO

UM SISTEMA DE CONTROLE DE CHECAGEM

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GARANTIA DA GARANTIA DA INTEGRIDADE DOS DADOSINTEGRIDADE DOS DADOS

� Garantia contra perdas� Duplicações� Entregas fora de ordem� Gera algoritimo de checagem de

erros (CHECKSUM)� Verificação de Header + Dados� Geração de um número

sequêncial p/ cada segmento

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IMPLEMENTAÇÃO DO FLUXO FULL DUPLEX

O PROTOCOLO TCP IMPLEMENTA ATRANSFERÊNCIA BIDIRECIONALSIMULTÂNEA, COM TRATAMENTOINDIVIDUAL DE CADA OPERAÇÃO

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COMPATIBILIZAÇÃO DO TAMANHO

DOS SEGMENTOS

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FRAGMENTAÇÃO, BUSCANDO A MELHOR PERFORMANCE

BUFFERIZAÇÃO, EVITANDO OOVERHEAD

As aplicações fazem uso de diferentes tamanhos de blocos de dados para trans-ferência dos mesmos, e o protocolo TCPdeve compatibilizar estes blocos comtamanhos ideais para os segmentos queserão entregues ao nível inferior

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UTILIZAÇÃO DE CANALIZAÇÕESVIRTUAIS

MULTIPLEXAÇÃO VIRTUAL TEMPORAL

VIABILIZA VÁRIAS CONEXÕES, OU PIPESENTRE OS ENVOLVIDOS NA COMUNICAÇÃO,DE FORMA SIMULTÂNEA, UTILIZANDO ATÉCNICA DE CIRCUITO VIRTUAL

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UM CANAL LÓGICO É CRIADO ENTREFONTE E DESTINO, PERMITINDO UMFLUXO FULL DUPLEX

APÓS O TERMINO DA TRANSMISSÃOO CANAL É CANCELADO

CADA APLICAÇÃO RECEBE UM NÚMEROLÓGICO DE IDENTIFICAÇÃO ( PORT )

UMA CONEXÃO TCP NÃO REFERE-SEAPENAS A UM PORT, MAS SIM A UMPAR DE PORTS, QUE FORMA UM CANALVIRTUAL

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TÉCNICA SLIDING WINDOWS

PROPICIA O ENVIO DE VÁRIOS SEGMENTOS

DE DADOS ENCAPSULADOS EM SEUS

PRÓPRIOS DATAGRAMAS IP, SEM NECES-

SIDADE DE CONFIRMAÇÃO IMEDIATA, OU

SEJA, VÁRIOS SEGMENTOS CONFIRMADOS

POR UM ÚNICO ACK, AUMENTANDO ASSIM

O THROUGHPUT DA TRANSMISSÃO.

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PORT FONTE PORT DESTINO

NÚMERO SEQUENCIAL

ACKNOWLEDGEMENT NUMBERHLEN RESERVADO CODE BITS WINDOW

CHECKSUM URGENT POINTER

OPÇÕES PADDING

DADOS

FORMATO DO HEADERTCP

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NÚMERO SEQUENCIAL

Composto por 32 bits, é utilizado paraefetuar controle de fluxo do protocoloTCP.

Os dados acondicionados no pacote TCPsão numerados de octeto em octeto sendoque o número inicial é aleatório.

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ACKNOWLEDGEMENT NUMBER

Composto de 32 bits refere-se a confirmação do dado recebido.

Efetua o somatório do número sequencial ao número de octetos do campo DADOS, sendo o resultado deste somatório o próximo número sequencial que o transmissor deve enviar

HLENComposto de 4 bits, especifica o tamanhodo header TCP.

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WINDOWComposto de 16 bits, especifica o tamanho que o emissor está apto a trabalhar

CHECKSUM

Composto por 16 bits é utilizado na checagem de erros. Implementado no TCP para suprir as deficiências do nível inferior IP

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TIME OUT DE RETRANSMISSÃO

Cada vez que o TCP envia um segmento, é inicializado um contador de tempo.Ele só será resetado, quando ocorrer a recepção da confirmação do mesmo, antes do limite ser atingido. Caso contrário o segmento será retransmitido

ESTABELECIMENTO DE CONEXÃO

Conhecida por “aperto de mão triplo” pode ser iniciada por qualquer uma das partes envolvidas