Hardware de Rede

Willamys Araújo

Hardware de Rede

• Placa de Rede;• Concentrador (hub);• Comutador (switch);• Roteador (router);• Modem;• Porta de Ligação (gateway);• Ponte (bridge);• IPv4• IPv6

Hardware de Rede

• Servidor– Servidor de Arquivos;– Servidor de Comunicações;– Servidor de Impressão.

Concentrador (Hub)

• Hub: É o processo pelo qual se transmite ou difunde determinada informação.

• O broadcast é utilizado em hubs (concentradores) ligados em redes LAN,MAN, WAN e TAN.

• Responsáveis por centralizar a distribuição dos quadros de dados em redes

Hub

Hubs

• Passivos: funcionam como um espelho, refletindo os sinais recebidos para todas as estações a ele conectadas.

• Ativos: regeneram os sinais que recebem de suas portas antes de enviá-los para todas as portas. Funcionando como repetidores.

• Inteligentes: permitem qualquer tipo de monitoramento

Hubs

• Empilhável - Permite a ampliação do seu numero de portas.

Comutador (switch)

• É um dispositivo utilizado em redes de computadores para reencaminhar módulos (frames) entre os diversos nós.

• O switch é um hub que, em vez de ser um repetidor é uma ponte.

• Ele tem a capacidade de ler e analisar os quadros de dados que estão circulando na rede.– Endereçamento MAC

Comutador (switch)

• Possuem micros processadores internos, que garantem ao aparelho um poder de processamento capaz de traçar os melhores caminhos para o trafego dos dados.

Switch

• Uma grande vantagem do uso do switch é que ele não impede que existam outras comunicações, desde que elas não envolvam as portas que já estão se comunicando.

Switch

Diferença

Hub• Retransmite todos os dados

que chegam para todas as estações.

Switch• Encaminha apenas para o

destinatário correto.

Roteador (router)

• É um equipamento usado para fazer a comunicação entre diferentes redes de computadores provendo a comunicação entre computadores distantes entre si.

• Os roteadores utilizam tabelas de rotas para decidir sobre o encaminhamento de cada pacote de dados recebido.

• Quais critérios para escolher o melhor caminho?

Roteador

• É importante notar, que o papel do roteador é interligar redes diferentes (redes independentes), enquanto que papel dos repetidores, hub, pontes e switches são de interligar segmentos pertencentes a uma mesma rede.

Roteadores

Roteadores

Porta de Ligação (Gateway)

• Função de conectar redes que utilizam protocolos diferentes

• Exemplos de gateway podem ser os routers (ou roteadores) e firewalls.

Ponte (bridge)

• É um dispositivo que liga duas ou mais redes informáticas que usam arquiteturas distintas ou iguais.

• Somente envia dados de acordo com o endereço do pacote.

• A função primária da bridge é manter o tráfego separado em ambos os lados.

• Bridge vs Hub

Bridge

Endereço IP

Assuntos do Capítulo• Endereço IPv4• Representação• Classes de Endereço• Endereços Ips (Privados e Públicos)• Máscara de Sub-Rede• Cálculo de Sub-Rede• Conceito de VLSM• Endereço IPv6 (Ipng)• Fundamentos• Categorias• Representação• Tipos de Endereços e Prefixos• Transição do IPv4 / IPv6

Endereço IP• O uso de computadores em rede, tal como a internet, requer

que cada máquina possua um identificador que a diferencie das demais.

• É necessário que cada computador tenha um endereço, alguma forma de ser encontrado.

• O IP (Internet Protocol) é uma tecnologia que permite a comunicação padronizada entre computadores, mesmo que estes sejam de plataformas diferentes, identificando-os de forma única em uma rede.

Endereço IP• A comunicação entre computadores é feita através do uso de

padrões, ou seja, uma espécie de "idioma" que permite que todas as máquinas se entendam.

• Em outras palavras, é necessário fazer uso de um protocolo que indique como os computadores devem se comunicar.

• No caso do IP, o protocolo aplicado é o TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol).

•

IPv4

Endereço IPv4• No IP versão 4, cada anfitrião TCP/IP é identificado por um

endereço IP lógico. O endereço IP é um endereço de camada de Rede e não tem qualquer dependência do endereço da camada de Ligação de Dados (tal como o endereço MAC de uma placa de rede).

• É requerido um endereço IP exclusivo para cada anfitrião e componente de rede que comunica utilizando o TCP/IP, endereço este que pode ser atribuído manualmente ou através da utilização do protocolo DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol).

Representação do IPv4

• Os 32 bits de endereçamento do IPv4 estão separados em duas partes, sendo que a primeira informa o endereço de rede e a segunda, o endereço de host.

• A representação do endereço IPv4 é feita através da chamada notação decimal pontuada.

• Nela, cada um dos quatro bytes do endereço IPv4 é representado pelo seu valor decimal, separados por um “.”.

Classes de Endereço IP• Originalmente, foram definidas 3 classes de endereço,

identificadas pelo valor dos primeiros bits do endereço de rede, para atender às necessidades de redes de diferentes tamanhos. A distribuição abaixo mostra essa divisão (SMETANA, 2010)

Classes Endereços Bits utilizados

A 0.*.*.* a 126.*.*.* 8

B 128.0.*.* a 191.255.*.* 16

C 192.0.0.* a 213.255.255.* 24

Endereço IPs (Privados e Públicos)• Endereços IP Públicos

– Os endereços IP públicos constituem o espaço de endereçamento Internet.

– Estes são designados para serem globalmente únicos de acordo com os objetivos que se descrevem mais adiante neste documento. O principal propósito deste espaço de endereçamento é permitir a comunicação usando o IPv4 sobre Internet.

• Endereços IP Privados– Alguns conjuntos de endereços IP foram reservados para a operação de

redes privadas que usam o protocolo IP. – Qualquer organização pode usar esses endereços IP em suas redes

privadas sem a necessidade de solicitar-los à algum Registro Internet. A principal condição estabelecida para o uso de endereços IP privados é que os dispositivos que usem esses endereços IP não necessitem serem alcançados a partir da Internet.

Máscara de Sub-Rede• Máscaras de sub-rede são conjuntos de quatro números,

similares aos IPs, que servem para indicar em uma rede, qual é a parte fixa e qual é a parte variável (NETTO, 2010).

• Em redes classe A, apenas o primeiro byte é fixo e os outros três são variáveis. Por exemplo, em uma rede local classe A, os endereços têm a forma 10.xx.xx.xx. A máscara de sub-rede usada é 255.0.0.0. Os zeros indicam a parte variável dentro da rede, o valor 255 (representado em binário como 11111111) indica a parte fixa.

Classes Máscaras

A 255.0.0.0

B 255.255.0.0

C 255.255.255.0

Cálculo de Sub-Rede• Vamos imaginar que eu precise de uma rede para pelo menos

1000 hosts • Como tem que ser múltiplo binário ou seja X^2 o mais

próximo que temos a isso é 1024 (2^10) • Logo além do último octeto (8 bits) precisamos "pegar

emprestado" mais 2 bits mascara classe C padrão 255.255.255.0 ou 11111111.11111111.11111111.00000000;

• Pegando 2 emprestados do terceiro octeto ficaria 11111111 11111111 11111100 00000000 ou 255.255.252.0

Cálculo de Sub-Rede• Sendo os 2 primeiros octetos "fixos" da rede teríamos para

sub-rede 64 para rede (2^6) e 1024 para host (2^10)• O que nos daria 1024 enderecos de host disponiveis para cada

uma da 64 sub-rede • Como 1 endereco é de rede e 1 de broadcast teriamos que

diminuir 2 que daria 1022 enderecos validos por sub-rede

IPv6

Endereço IPv6 (Ipng)• Ainda não há uma especificação oficial para a alocação e

formação de endereços do IPv6 e como os endereços IPv6 são quatro vezes maiores que os endereços IPv4, são também quatro vezes mais complexos (PINHEIRO, 2004).

• A representação básica de um endereço IPv6 se dá na forma X:X:X:X:X:X:X:X, onde X refere-se a quatro dígitos hexadecimais (16 bits).

• Cada dígito consiste em quatro bits, cada inteiro consiste em quatro dígitos e cada endereço consiste em oito inteiros, num total de 128 bits (4x4x8 = 128).

Endereço IPv6 (Ipng)• Apenas 15 % de todo espaço IPv6 está alocado, ficando os

outros 85% restantes para uso futuro. • Devido a esta pré-alocação, serão comuns endereços com

uma longa seqüência de bits zero. Neste caso, a especificação permite "suprimir" estes zero. Em outras palavras, o endereço "2000:0:0:0:0:0:0:1" pode ser representado como "2000::1".

Fundamentos• Existem diferentes tipos de endereços IPv6:

– Unicast, – Anycast e – Multicast.

Fundamentos• Endereços Unicast são os endereços conhecidos. Um pacote

enviado a um endereço unicast chega exatamente à interface pertencente ao endereço.

• Endereços anycast são sintaticamente indistinguíveis de endereços unicast, mas eles endereçam um grupo de interfaces. Um pacote destinado para um endereço anycast vai chegar na interface mais próxima (em métrica de roteador). Endereços anycast somente podem ser usados por roteadores.

• Endereços multicast identificam um grupo de interfaces. Um pacote destinado a um endereço multicast vai chegar em todas as interfaces pertencentes ao grupo multicast.

Categorias• Conhecer o cabeçalho IPv6 facilita o entendimento do

protocolo. • Os componentes do cabeçalho são:

– Classe de Tráfego [traffic class]: descreve a classe ou prioridade do pacote IPv6

– Marcação de Fluxo [flow label]: indica uma seqüência de pacotes entre a origem e o destino que requer processamento diferenciado.

– Tamanho do Payload [payload length]: no tamanho do payload considera-se os cabeçalhos de extensão (extension headers).

– Cabeçalho Seguinte [next header]: identifica o protocolo da camada superior ao IPv6.

– Limite de Saltos [hop limit]: decrementado de 1 em 1 depois de cada roteador.

– Endereço de Origem [source address]: tamanho de 128 bits – Endereço de Destino [destination address]: tamanho de 128 bits.

Cabeçalho IPv6

Representação de Endereços IPv6 • Os endereços IPv6 estão constituídos por oito blocos de 16 bits, os

quais acabam sendo escritos como oito blocos de 4 dígitos hexadecimais.

• As formas de simplificação da escrita de endereços IPv6 está ilustrada abaixo:

• Exemplo estendido de endereço IPv6: – FE14:42B9:001B:0000:0000:12D0:005B:06B0

• O mesmo endereço, agora simplificando os zeros frontais, tanto em blocos de apenas zeros como nos outros: – FE14:42B9:1B::12D0:5B:6B0

• No caso da simplificação dos blocos de zeros contínuos apresentada acima, o endereço IPv6 resultante possui apenas 6 blocos de números hexadecimais. Por conseqüência, entende-se que existem dois blocos contínuos de zeros simplificados e localizados.

Tipos de Endereços IPv6

• Os três tipos de endereços IPv6 são:– Unicast (um-para-um): são divididos em

endereços Globais e Link-Local. – Anycast (um-para-o-mais-próximo): identificam

servidores ou roteadores em uma área. – Multicast: (um-para-muitos): identificam um

conjunto de hosts.

Implementação e Estratégias de Transição do IPv4 para IPv6

• Durante o tempo de transição, os modelos de implementação mais aceitos são:

• IPv6 sobre Links WAN Dedicados – Este modelo é mais para uma implementação separada e paralela de

redes IPv6. • Túneis de IPv6 sobre IPv4

– Redes IPv6 conectam-se entre si utilizando túneis sobre redes IPv4. Conhecido com 6to4.

• IPv6 utilizando backbones de pilha dupla – Modelo utilizando roteadores de pilha dupla, capazes de rotear tanto

IPv6 como IPv4. • Tradução de Protocolo

– O recurso de tradução é conhecido como NAT-PT e permite comunicação de redes IPv6 nativas com redes IPv4.

Atividade

1. Qual a vantagem do Switch sobre o Hub? 2. Qual a relação do Bridge com o Switch?3. É possível conectar um Hub e um Switch em uma mesma rede?4. Porque é melhor utilizar o endereço lógico ou invés do

endereço físico? 5. Quais as classes de ipv4, e os endereços o qual essas

comportam?6. O que são ips públicos e qual a diferença em relação os ips

privados?7. Considerando-se o ip 128.0.1.200 e o ip 192.168.0.1, eles

fazem parte da mesma classe de ip?E as máscara?