A Internet
Pedro Veiga
© Pedro Veiga - FCUL
Tópicos a Abordar






Génese da Internet
A Arquitectura do TCP/IP
Evolução e normalização na Internet
O Nível IP
O Nível de transporte: TCP e UDP
O Nível de aplicação
• SMTP, MIME, FTP, TELNET
• DNS, NNTP, SNMP


Protocolos de Routing
Evolução do protocolo IP - o IPv6
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Internet - O que é ?

A designação Internet aplica-se hoje
para identificar a rede que foi criada
durante a parte final da década de 80
pela fusão de um conjunto de redes

Estas redes usavam várias tecnologias
de rede

A Internet usa, actualmente, na sua
maioria os protocolos TCP/IP
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Génese da Internet

ARPANET
• Rede de linhas dedicadas a 50 kbps

PRNET - Packet Radio Net
• Rede a 40/100 kbps baseada em rádios spread spectrum

SATNET - Packet Satellite Network
• Rede de 64 kbps no Intersat IV
TCP/IP protocolo desenvolvido entre 1974 e 1978 (4
versões) para interligar estas redes
 Vinton Cerf e Robert Kahn

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Génese da Internet

Objectivo: Rede de alta fiabilidade
• Alta tolerância a falhas dos níveis de transmissão



Baseada em datagramas
Os protocolos TCP e IP
Liderança técnica controlada pelo IETF
• Internet Engineering Task Force
• Modo de normalização eficiente e pragmático

Evolução “ajudada” pelo UNIX - O UNIX da
Universidade de Berkeley
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Software para TCP/IP





Muitos Fornecedores
Muitos Consumidores
Produtos baratos
Produtos “public domain”
Produtos muito testados:
• Muito fiáveis
• De alta qualidade
• Muito eficientes

Disponíveis do PC ao Mainframe
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Comparação com o Modelo OSI
Aplicações
TCP
IP
Interface
à rede
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IP - Internet Protocol

Protocolo de rede baseado em datagramas serviço sem ligação (CL)

Datagramas podem ter até 64 kB (total)

Datagrama (PDU) do IP tem 2 componentes
Header (uma parte fixa de 20 bytes e uma
parte opcional de comprimento variável)
Texto (dados)
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Formato Header IP
Versão
IHL
Tipo de Serviço
D M
F F
Identificação
TTL
Compr. Total
Protocolo
Offset do fragmento
Checksum do Header
Endereço Origem
Endereço Destino
Opções
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Significado dos Campos



Versão - Número da versão do protocolo
IHL - IP Header Length em múltiplos de 32 bits (campos
opcionais)
Tipo de serviço - permite às aplicações indicarem o tipo de
aplicação (nível de rede pode adaptar-se às diferentes
exigências das aplicações)
•
•


PRECEDENCE (0 a 7)
D (low delay), T (high troughput), R (high reliability)
Comprimento Total - do Header + Dados (max. 64k bytes)
Identificação - pacotes podem ser fragmentados quando
atravessam a rede. Todos os bocados de um mesmo pacote
tem a mesma identificação
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Significado dos campos







DF - Don´t fragment
MF - More fragments (todos os fragmentos tem este bit a 1,
excepto o último)
Offset do fragmento - quando há fragmentação
TTL (Time to Live) - tempo máximo que os pacotes podem
demorar na rede antes de serem destruídos (max. 255 seg)
Protocolo - tipo de protocolo de transporte usado (por
exemplo, TCP)
Checksum do header - para controlo de erros
Opções - segurança, routing, notificação erros, ...
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Endereços IP
Os endereços IP são de 32 bits
 Identificam de modo unívoco um
sistema que funciona em IP
 Endereços são atribuídos pelo operador
de rede

• A IANA
• O RIPE
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Endereços IP
Classe A (7 bits rede, 24 bits host)
Classe B(14 bits rede, 16 bits host)
Classe C (21 bits rede, 8 bits host)
Multicast (28 bits multicast)
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Endereços IP
Classe A - 128 com 16 milhões de
elementos de rede cada
 Classe B - 16384 redes de 65536
elementos de rede cada
 Classe C - cerca de 2 milhões de redes
com 256 elementos de rede cada
Network mask - permite separação
lógica de partes de uma rede
O formato “humano”

• 146.193.32.34
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O ICMP
Internet Control Message Protocol
 Protocolo “acessório” ao nível IP
 Usado pelos nós da rede para relatar
erros

•
•
•
•
•

DESTINATION UNREACHABLE
TIME EXCEEDED
ECHO REQUEST e ECHO REPLY
TIMESTAMP REQUEST e TIMESTAMP REPLY
...
Também usado para teste
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Interface à Rede
Ponto forte do IP
 Suporte a variados suportes de
comunicação
 Ethernet
 Linha série / linha comutada

 SLIP - Serial Line IP
 PPP - Point to Point Protocol



X.25
Frame Relay
...
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Nível de Transporte
 TCP - Transmission Control Protocol
Nível de transporte orientado à ligação (CO)
 UDP - User Datagram Protocol
Nível de transporte sem ligação (CL)
 Ambos funcionam sobre IP
 TCP é semelhante a OSI/TP4
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TCP
Nível de transporte recebe mensagens arbitrárias
para transmitir e:
• Fragmenta-as em pedaços inferiores a 64k
• Trata de retransmissões de pacotes
• Trata de reordenações de pacotes
• Trata de tempos expirados (timeouts)
• Efectua controlo de fluxo (janela de 16 bits - número
de bytes)
•TCP numera as mensagens com 32 bits
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PDU do TCP
Porto destino
Porto origem
Número de sequência
Confirmação de “piggyback”
Compr.
Header
Flags
Checksum
Janela
Apontador de urgente
Opções (0 ou mais palavras de 32 bits)
DADOS
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PDU do TCP




Portos - pontos de origem e destino dos dados
(TSAP)
Checksum - para controlo de erros
Comprimento Header - número de bytes do header
(em palavras de 32 bits)
Flags
•
•
•
•
•
URG - Urgent pointer em uso
SYN e ACK - usados para pedir e conceder ligações
FIN - terminar ligação
RST - reset à ligação
EOM - fim de mensagem
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PDU do TCP




Janela - dimensão da janela do protocolo (número de
pacotes que podem ser transmitidos sem
confirmação)
Número de sequência - numeração dos pacotes para
reordenação, detecção de duplicações
Apontador de urgente - Apontador para PDU (relativo
ao presente) onde se encontram dados urgentes
Opções - para finalidades diversas associadas
principalmente à gestão do software dos sistemas
que realizam o TCP
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Portos Registados
No destino é o modo de
“endereçamento” das aplicações
 Na origem é a identificação das
aplicações utilizadoras
 Alguns Exemplos:

• smtp • telnet • ftp © Pedro Veiga - FCUL
UDP
 Não é necessário estabelecer ligação
 Não há garantia de entrega
Porta origem
Comprimento
Porta destino
Checksum
Dados
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API de Transporte - sockets
socket
Criação de um TSAP de um dado tipo
bind
Associa um nome ASCII a um socket já criado
listen
accept
connect
Cria uma fila para aceitar pedidos de ligação
Retira um pedido de ligação da fila, ou
espera por uma ligação
inicia uma ligação com um socket remoto
shutdown
termina a ligação de um socket
send
envia uma mensagem através de um socket
recv
recebe uma mensagem num socket
select
verificar, num conjunto de sockets, se podem
ser lidos ou escritos
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Winsock
API análoga a do BSD
 Adaptada às especificidades do
ambiente Windows
 “Event Driven”
 Base de “quase todo” software TCP/IP
de rede em ambiente Windows

• winsock.dll
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Ponte de Transporte - RFC1006
 Fornecer um serviço de transporte OSI
sobre a pilha TCP/IP
Aplicação
Apresentação
Sessão
Transporte
TCP
IP
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As Aplicações

As principais aplicações existentes na
Internet são:
•
•
•
•
•
•
Correio electrónico
Terminal remoto
Transferência de ficheiros
Directory Name System - DNS
Conferências Electrónicas
WWW
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Correio Electrónico (e-mail)
Protocolos SMTP e MIME
 SMTP - Simple Mail Transfer
Protocols
 MIME - Multipurpose Internet Mail
Extensions

• Compatível com o transporte SMTP
• Perspectiva (mais uma vez)
pragmática do IETF
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SMTP
 RFC 821 e RFC-822 (SMTP - Simple Mail Transfer Protocol)
 Sistema orientado a texto
 simples de implementar sobre muitos mecanismos de
transporte
 não há distinção entre cabeçalhos e corpo das
mensagens, a não ser em identificadores especiais dos
campos do cabeçalho
 só ASCII
 linhas até 72 caracteres
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Endereços
[email protected]
 top-dom

• códigos ISO dos países (2 letras); ou
• gov, edu, mil, net, com
sub-dom : devem adaptar-se à
estrutura da hierarquia onde o utilizador
se insere
 Exº

• [email protected]
• [email protected]
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RFC 822 - Header Fields
Sender
To
Received from
Received by
Received via
Received with
From
Reply-to
Cc
Bcc
In-Reply-To
References
Subject
Keywords
Date
Message-ID
Comments
Endereço de quem envia
Endereço do destinatário
Donde veio a mensagem
Quem recebeu a mensagem
Em que meio físico chegou
Que protocolo foi usado
Nome da pessoa que enviou a mensagem
Endereço a quem responder
Cópias para ...
Cópias ocultas para ...
Referência da mensagem a que se refere
a resposta
Outras mensagens referenciadas
Assunto
Palavras chave
Data
Identificação da mensagem
Comentários
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MIME
Multipurpose Internet Mail Extensions






Suporte a correio multimédia na Internet
Mensagem composta de várias partes (body
parts)
Cada parte é codificada e apresentada de
um modo adequado
Transporte sobre SMTP
Necessário um “agente de mail” especial
Suporte, por exemplo, de texto (vários
conjuntos de caracteres), audio, video,
binários, process. de texto, folhas de cálculo,
...
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DNS
Sistema de suporte à identificação
simbólica de sistemas
 Suporte à identificação de recursos na
rede e seus atributos
 Sistema crucial para o bom
funcionamento actual da Internet
 Pouco visível ao utilizador final

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DNS
Sistema hierárquico
 Baseado em

• root servers
• servidores primários de cada domínio
• servidores secundários
Caching de informação com limites de
validade
 ns.dns.pt

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DNS em Portugal
Gerido pela FCCN
 Entidades que podem registar domínios

•
•
•
•

Nomes Empresas
Publicações
ADMD X.400
Marcas registadas
Forte crescimento em 1998
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DNS em Portugal
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WWW - World Wide Web




A aplicação que fez a Internet acessível ao utilizador
não especializado
Sistema desenvolvido inicialmente no CERN
Baseada num sistema de HiperTexto
Páginas MultiMédia
•
•
•
•

Texto formatado
Imagens Estáticas
Vídeo
Som
Cada página pode conter HiperLigações a outras
páginas
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WWW - World Wide Web





Baseia-se no paradigma Cliente-Servidor
Servidor contem um conjunto de informações
organizadas em páginas
As páginas estão associadas numa estrutura lógica
através das HiperLigações
Cliente (aquilo que a pessoa usa para navegar na
WEB) acede à informação nos servidores através
de um protocolo específico - HTTP
HTTP - Hypertext Transfer Protocol
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SNMP
Protocolo de Gestão da Internet
 O que é gerir a rede ?

• Actividade de monitorar/observar e
controlar a rede
 Monitorar a rede para verificar o seu estado de
funcionamento e identificar potenciais problemas
 Controlar a rede para a reconfigurar e adaptar a um
ambiente operacional e à sua dinâmica
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Gestão de Rede
• Gestão de configuração
Estabelecer o modo de interligação e
funcionamento dos vários componentes
• Gestão de falhas
Idenfiticar e agir quando ocorrem problemas
• Gestão de contabilização
Obter informação sobre o uso da rede
• Gestão de segurança
Controlar a segurança na rede e identificar
tentativas da sua violação
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Modelo de Gestão
• Agente de Gestão
• Entidade localizada em cada equipamento a gerir e que
fornece informação sobre o estado desse equipamento
• Estação/Consola de gestão
• Entidade localizada na rede, que interroga os vários
agentes de gestão e colecciona e trata a informação que
recebe dos agentes de gestão (informação trocada em
SNMP)
• Informação de gestão fornecida por cada equipamento
depende das suas características (MIB - Management
Information Base)
 A inclusão de gestão na rede deve perturbar o mínimo o
funcionamento global da rede
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