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23/04/14
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CAMADA DE REDE
SISTEMAS PARA INTERNET
Prof. Esp. Gedson Rios [email protected]
A Camada de Rede da Internet Funções na camada de rede do hospedeiro e roteador:
tabela de repasse
prots. roteamento • seleção caminho • RIP, OSPF, BGP
protocolo IP • convs. de endereçamento • formato de datagrama • convs. manuseio de pacote
protocolo ICMP • informe de erro • “sinalização” do roteador
Camada de transporte: TCP, UDP
Camada de enlace
Camada física
Camada de rede
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Formato do datagrama IP
Tipo de serviçoVersão Tamanho totalTC
Identificação Deslocamento do fragmento
ProtocoloTempo de vida Checksum do cabeçalho
Endereço IP de origem
Endereço IP de destino
0 8 16 247 15 23 31
Flags
Opções Complemento
Dados
Datagrama IP (cont.)
¨ Vers (4 bits): ¤ versão do protocolo IP
(IPv4) ¨ Hlen (4 bits):
¤ Tamanho do cabeçalho em palavras de 32 bits (min=5)
¨ Tos (8 bits): tipo do serviço e qualidade desejada ¤ Precedence: prioridade ¤ D: menor retardo ¤ T: maior vazão ¤ R: maior confiabilidade
Payload lenght TOS
Flags + Offset
TTL Protocol Checksum
IP source address
IP destination address
Ver hlen
Fragment ID
0
Precedence D T R Unused
1 2 3 4 5 6 7
• Comprimento total (16 bits): – Tamanho em bytes do
datagrama – 216 = 65535 bytes (inclui
cabeçalho) • Identificação (16 bits):
– Nro. de seqüência que identifica de forma não ambígua um datagrama
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Datagrama IP (cont.)
¨ Flags (3 bits): ¤ Apenas dois são
empregados ¤ bit More ¤ bit Don’t fragment
¨ Deslocamento (offset)(13 bits) ¤ Posição dos dados dentro do
fragmento em relação ao datagrama original
¤ Indicado em unidades de 8 bytes
Payload lenght TOS
Flags + Offset
TTL Protocol Checksum
IP source address
IP destination address
Ver hlen
Fragment ID
Redes de Computadores 5
Datagrama IP (cont.)
¨ Time to live (8 bits) ¤ Número máximo de
roteadores que um datagrama pode passar
¨ Protocolo (8 bits) ¤ Indicação do protocolo do
nível superior n e.g.; 1=ICMP; 6=TCP;
17=UDP ¨ Checksum (16 bits)
¤ Soma em complemento de 1 ’s do cabeçalho
¤ Verificado e recalculado a cada roteador
Payload lenght TOS
Flags + Offset
TTL Protocol Checksum
IP source address
IP destination address
Ver hlen
Fragment ID
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Datagrama IP (cont.)
¨ Endereço fonte (32 bits) ¨ Endereço destino (32 bits) ¨ Opções (variável)
¤ Informações adicionais para roteamento e segurança
¨ Padding (variável) ¤ Bytes adicionais inseridos
para deixar cabeçalho múltiplo de 32 bits
¨ Dados (variável) ¤ Múltiplo de 8 bits (byte)
Payload lenght TOS
Flags + Offset
TTL Protocol Checksum
IP source address
IP destination address
Ver hlen
Fragment ID
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Fragmentação e reconstrução do IP
¨ enlaces de rede têm MTU (tamanho máx. transferência) – maior quadro em nível de enlace possível. ¤ diferentes tipos de enlace,
diferentes MTUs
¨ grande datagrama IP dividido (“fragmentado”) dentro da rede ¤ um datagrama torna-se vários
datagramas
¤ “reconstruído” somente no destino final
¤ bits de cabeçalho IP usados para identificar, ordenar fragmentos relacionados
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Endereçamento IP: introdução
¨ endereço IP: identificador de 32 bits para interface de hospedeiro e roteador
¨ interface: conexão entre hospedeiro/ roteador e enlace físico ¤ roteadores normalmente
têm várias interfaces ¤ hospedeiro normalmente
tem uma interface ¤ endereços IP associados a
cada interface
223.1.1.1
223.1.1.2
223.1.1.3
223.1.1.4 223.1.2.9
223.1.2.2
223.1.2.1
223.1.3.2 223.1.3.1
223.1.3.27
223.1.1.1 = 11011111 00000001 00000001 00000001
223 1 1 1
Endereçamento IP: FORMATO
1
0 8 16 247 15 23 31
0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 00 00 0 0 0 100 1 01
146 164 2 70
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Endereçamento IP
¨ Representado como 4 números decimais (um por byte) ¤ 192.168.20.5
¨ Dividido em duas partes:
¤ Prefixo: endereço de rede (administrado globalmente) n Identifica de forma única e individual cada rede
¤ Sufixo: endereço de hosts (administrado localmente)
n Identifica de forma única e individual cada dispositivo de uma rede
¨ Propriedades:
¤ O endereço IP é único
¤ Embute informações sobre roteamento
Endereço IP ¨ Endereços são associados a interfaces de redes, não a máquinas
¤ Uma interface de rede pode possuir mais de um endereço IP
n Aliases ou interface virtual
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Sub-redes
¨ endereço IP: ¤ parte da sub-rede (bits de alta
ordem) ¤ parte do host (bits de baixa
ordem)
¨ O que é uma sub-rede? ¤ Uma sub-rede é uma divisão de
uma rede de computadores. A divisão de uma rede grande em redes menores resulta num tráfego de rede reduzido, administração simplificada e melhor performance de rede.
¤ dispositivo se conecta à mesma parte da sub- rede do endereço IP
¤ pode alcançar um ao outro f i s i c a m e n t e s e m ro t e a d o r intermediário
223.1.1.1
223.1.1.2
223.1.1.3
223.1.1.4 223.1.2.9
223.1.2.2
223.1.2.1
223.1.3.2 223.1.3.1
223.1.3.27
rede consistindo em 3 sub-redes
sub-rede
Classes de endereços IP
rede 0
1 7 24
host
10
2 14 16
host rede
110
3 21 8
host rede
7 6 5 4 3 2 1 0 7 6 5 4 3 2 1 0 7 6 5 4 3 2 1 0
32 bits
7 6 5 4 3 2 1 0
Classe A
Classe B
Classe C
Cada uma com 16777216 hosts
128 redes 0.0.0.0 a 127.0.0.0
16384 redes 128.0.0.0 a 191.255.0.0
2097152 redes 192.0.0.0 a 223.255.255.0
Cada uma com 65536 hosts
Cada uma com 256 hosts
1110
4 28
Endereço de multicast Classe D
224.0.0.0 a 239.255.255.255
Endereços especiais!!!
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Classes de endereços IP
Classes de endereços IP
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Classes de endereços IP
Número de redes e hosts por classe
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Intervalos de endereços por classe
Endereços Especiais
¨ Endereço de rede: zeros no sufixo
¤ Classe B: 172.31.0.0
¨ Endereço de broadcast direto: 1’s no sufixo
¤ Classe B: 172.31.255.255
¨ Endereço de broadcast: 1’s no prefixo e no sufixo
¤ ÌP: 255.255.255.255
¨ Rota padrão (default) ou este computador
¤ IP: 0.0.0.0
¨ Loopback: endereço de classe A (127.0.0.0)
¤ Convencionado 127.0.0.1
NUNCA devem ser atribuídos a interfaces de equipamentos
Na prática: 2n – 2 (n= nro de bits sufixo)
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Endereço privado ¨ Conjunto de endereços que podem ser usados por qualquer
organização ¤ Também denominados de não roteáveis ou falsos
¨ Constatação: nem toda máquina precisa ter endereço IP válido ¤ Endereços IP especiais reservados para redes não conectadas (RFC
1918) Classe Inicial Final #hosts*
A 10.0.0.0/8 10.255.255.255/8 16.777.216
B 172.16.0.0/12 172.31.255.255/12 1.048.576
C 192.168.0.0/16 192.168.255.255/16 65.536
* descontar os endereços especiais 21
MASCARA DE SUB-REDE
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MASCARA DE SUB-REDE: CALCULO
SUB-REDES: (SUBNETTING)
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SUB-REDES: (SUBNETTING)
SUB-REDES: DEFINIÇÃO MAIS TÉCNICA
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SUB-REDES: (SUBNETTING)
Sub-redes de Classe C
Dado o endereço IP 192.168.10.30 com a máscara 255.255.255.248
Responda: • Este endereço IP está em uma subrede? ______
SUB-REDES: (SUBNETTING) SUB – REDES CLASSE C
Suponha a máscara 255.255.255.192 aplicada à um endereço Classe C: 1) Quantas sub-redes esta máscara pode gerar? 2) Quantos hosts por sub-rede esta máscara pode gerar? 3) Quais são as sub-redes produzidas? 4) Qual o intervalo de hosts para a primeira sub-rede? Pelo método binário: 255.255.255.192 = 11111111.11111111.11111111.11000000 1) R: Temos 2 bits sendo usados para a criação de subredes. 2^2=4 subredes possíveis 2) R: Temos 6 bits para a alocação de hosts. 2^6-2=62 hosts por sub-rede 3) R: 00, 01, 10 e 11 (x.x.x.0, x.x.x.64, x.x.x.128 e x.x.x.192) 4) R: Tudo o que for compreendido entre o endereço de rede (tudo zero na porção de hosts) E o endereço de broadcast (tudo “1” na porção de hosts). Desta forma, temos: • 00 000000 = 0 (rede) • 00 111111 = 63 (broadcast) • Intervalo de hosts: x.x.x.1 a x.x.x.62
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SUB-REDES: (SUBNETTING)
Poxa, não tem um jeito mais fácil? Podemos fazer de cabeça!
Dados o endereço e máscara de rede abaixo, determine à que sub-rede o mesmo pertence, qual o intervalo válido de hosts e qual o endereço de broadcast. 192.168.10.33 = Endereço de rede 255.255.255.224 = Máscara de rede Técnica: Paga-se o último octeto diferente de 0 na máscara dada (no nosso exemplo, seria 224) e subtraia o valor de 256: 256-224=32. O valor encontrado é o intervalo com que as subredes ocorrem, começando no zero. Assim, temos as subredes: 192.168.10.0 192.168.10.32 192.168.10.64 192.168.10.96 192.168.10.128 192.168.10.160 192.168.10.192 192.168.10.224 O endereço IP dado (192.168.10.33) se encaixa na subrede 32 (192.168.10.32, então, seria o endereço de subrede, e não pode ser usado por um host). Agora, para encontrar o broadcast, aceite que ele sempre sera ́ o último endereço IP antes da próxima subrede. No caso, sera ́ 192.168.10.63. Fácil?
SUB-REDES: (SUBNETTING)
Sub-redes de Classe C
Dado o endereço IP 192.168.10.30 com a máscara 255.255.255.248 Responda: 1) Quantas sub-redes esta máscara pode gerar? 2) Quantos hosts por sub-rede esta máscara pode gerar? 3) Quais são as sub-redes produzidas? 4) Qual o intervalo de hosts para a primeira sub-rede?
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Exercícios
DÚVIDAS / SUGESTÕES
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