ENDEREÇAMENTO DE HARDWARE E IDENTIFICAÇÃO DE TIPO DE QUADRO DANIEL GABBAY T3B1-99003075 OSCAR T3B1-00887766 INTRODUÇÃO INTRODUÇÃO A maioria das LANS(Redes Locais) é uma rede compartilhada em que todos os computadores estão acoplados a um meio sobre o qual transferem dados. Uma vantagem das redes compartilhadas surge de sua habilidade de fornecer conectividade universal : como todos os computadores compartilham o meio , um sinal transmitido alcança todos os computadores . ESPECIFICANDO UM RECEPTOR ESPECIFICANDO UM RECEPTOR Qualquer sinal enviado através de uma rede compartilhada alcança todas as estações acopladas . Em uma dada estação , o hardware de interface de rede detecta o sinal elétrico e extrai uma cópia do quadro. A comunicação normalmente não envolve todas as estações – a maior parte da comunicação acontece porque um programa aplicativo em um computador envia dados diretamente para um programa aplicativo em outro. ESPECIFICANDO UM RECEPTOR A maioria das tecnologias de LAN usa um esquema de endereçamento para fornecer a comunicação direta Cada estação de LAN é designada com um valor numérico único chamado ENDEREÇO FÍSICO , ENDEREÇO DE HARDWARE OU ENDEREÇO DE ACESSO DE MEIOS (MEDIA ACCESS ADRESS OU ENDEREÇO MAC) COMO O HARDWARE DE LAN USA ENDEREÇOS PARA FILTRAR PACOTES COMO O HARDWARE DE LAN USA ENDEREÇOS PARA FILTRAR PACOTES Cada quadro transmitido através de uma LAN compartilhada inclui dois endereços – O quadro começa com um cabeçalho fíxo que contém espaços(CAMPOS) para dois endereços: - Endereço Físico do Receptor (Campo de endereço de destino); - próprio endereço do computador (Campo de endereço de origem); COMO O HARDWARE DE LAN USA ENDEREÇOS PARA FILTRAR PACOTES C A B E Ç A L H O CAMPO DE ENDEREÇO DE DESTINO F I X CAMPO DE O ENDEREÇO DE ORIGEM ENDEREÇO FÍSICO DO RECEPTOR SEU PRÓPRIO ENDEREÇO COMO O HARDWARE DE LAN USA ENDEREÇOS PARA FILTRAR PACOTES O hardware de interface trata de todos os detalhes para enviar e receber quadros no meio compartilhado COMO O HARDWARE DE LAN USA ENDEREÇOS PARA FILTRAR PACOTES EXEMPLO DE ALGUMAS FUNÇÕES DO HARDWARE : - Verificar o comprimento de um quadro recebido para assegurar que ele se situe entre os tamanhos padrão mínimo e máximo - Verificar a CRC para assegurar que os bits chegaram intactos - Descarta quadros que contém erros COMO O HARDWARE DE LAN USA ENDEREÇOS PARA FILTRAR PACOTES MAIS IMPORTANTE : O HARDWARE DE INTERFACE DE LAN PODE EXECUTAR AS FUNÇÕES DE ENVIAR E RECEBER QUADROS SEM USAR A CPU DO COMPUTADOR COMO HARDWARE DE LAN USA ENDEREÇOS PARA FILTRAR PACOTES COMPUTADOR ACOPLADO À REDE CONEXÃO LAN HARDWARE DE INTERFACE DE REDE PROCESSADOR E MEMÓRIA TRANSMITE E RECEBE QUADROS DE LAN GERA DADOS A ENVIAR E TRATA OS DADOS QUE ESTÃO SENDO RECEBIDOS COMO O HARDWARE DE LAN USA ENDEREÇOS PARA FILTRAR PACOTES O hardware de interface de LAN usa o ENDEREÇAMENTO FÍSICO para prevenir que o computador receba todos os pacotes que viajam através da LAN. FORMATO DE UM ENDEREÇO FÍSICO FORMATO DE UM ENDEREÇO FÍSICO As várias formas de endereçamento podem ser agrupadas em três grandes categorias : - Esquema de endereçamento ESTÁTICO - Esquema de endereçamento CONFIGURÁVEL - Esquema de endereçamento DINÂMICO FORMATO DE UM ENDEREÇO FÍSICO Esquema de endereçamento ESTÁTICO Baseia-se no fabricante de hardware para designar um endereço físico único para cada interface de rede. Um endereço físico estático não muda a menos que o hardware seja substituído. FORMATO DE UM ENDEREÇO FÍSICO Esquema de endereçamento CONFIGURÁVEL Fornece um mecanismo que o cliente pode usar para configurar o endereço físico . Mecanismo FORMATO DE UM ENDEREÇO FÍSICO Switchs- que devem ser Manual configuradas quando a interface é instalada pela primeira vez Uma memória não-volátil Eletrônica como uma EPROM que pode ser baixada de um computador FORMATO DE UM ENDEREÇO FÍSICO A maioria dos hardwares precisa ser configurada somente uma vez . A configuração é normalmente feita quando o hardware for instalado pela primeira vez . FORMATO DE UM ENDEREÇO FÍSICO Esquema de endereçamento DINÂMICO Fornece um mecanismo que designa automaticamente um endereço físico a uma estação quando a estação é inicializada pela primeira vez (boot). FORMATO DE UM ENDEREÇO FÍSICO A maioria dos esquemas de endereçamento dinâmicos exige que uma estação tente números aleatórios até que ache um valor que nenhum outro computador esteja usando como endereço . FORMATO DE UM ENDEREÇO FÍSICO BROADCASTING BROADCASTING Técnica também conhecida por difusão ; Refere-se a transmissões que estão disponíveis a um público grande . Quando um aplicativo faz broadcast de dados , ele torna uma cópia de dados disponível a todos os outros computadores na rede. BROADCASTING Exemplo de usos para o broadcast : - Um computador precisa achar uma impressora na rede ; Ele forma uma mensagem com o nome da impressora e envia por broadcast a mensagem para todas as estações na rede. BROADCASTING Nenhum hardware adicional é necessário para broadast em uma LAN porque todas as estações se conectam diretamente ao meio compartilhado . Tudo que é necessário para possibilitar broadcast eficiente é um mecanismo que faça com que todas as estações extraiam e processem uma cópia do quadro. BROADCASTING Para tornar o uso de broadcast eficiente , a maioria das tecnologias de LAN estende o esquema de endereçamento: Define um endereço especial reservado , conhecido como ENDEREÇO DE BROADCAST ( a interface de hardware é construída para reconhecer o endereço como endereço físico da estação ) MULTICASTING(X)BROADCASTING Apesar da viabilidade aparente de se usar broadcast , poucos aplicativos de rede foram projetados para usá-lo . Enviar por broadcast é extremamente ineficiente . O processamento e o descarte de um quadro consome recursos computacionais MULTICASTING Q u adro ch eg a H a rd w a re d e in terfa c e d e red e c o lo c a seu c o n teú d o n a m em ó ria M E M Ó R IA D eterm in e se o q u a d ro d eve ser ig n o ra d o C P U In terrom pe a C P U !!! MULTICASTING Portanto , se um par de estações envia quadros por broadcast , outros computadores na rede devem desperdiçar tempo de CPU processando e descartando os broadcasts. MULTICASTING DEFINIÇÃO Multicast é um serviço de rede para distribuição de dados a vários usuários pré-estabelecidos, oferecendo vantagens principalmente em aplicações multimídia compartilhadas. A tecnologia multicast representa um serviço de rede no qual um único fluxo de dados, proveniente de uma determinada fonte, pode ser enviado simultaneamente para diversos receptores interessados. Cabe à infra-estrutura de rede transportar este fluxo de dados, replicando-o quando necessário. BROADCASTING X MULTICASTING No nível mais baixo o multicasting opera como o broadcasting. Diferentemente de como é tratado um quadro de broadcast, porém , uma interface de rede não encaminha automaticamente quadros de multicast para a CPU. HARDWARE DE INTERFACE Deve ser programado segundo as especificações de quais quadros de multicast devem aceitar e quais rejeitar. Toma a decisão e aceita somente aqueles quadros que estão de acordo com a especificação . Endereçamento Multicast Estes receptores são representados por um endereço de grupo ou endereço multicast, ou melhor, através do IP. Endereçamento Multicast Este endereço de grupo corresponde a um endereço IP pertencente à antiga classe D, ou seja, na faixa entre 224.0.0.0 e 239.255.255.255. Cada fonte envia pacotes para um endereço de grupo (por exemplo: 233.7.124.1), no qual estarão associados diversos receptores. Identificando o conteúdo de pacotes É interessante saber que tipos de quadros transitam pela rede, mas o esquema de endereçamento em si não é capaz de dizer que tipo de pacote está recebendo. Para identificar o conteúdo dos quadros utilizamos dois métodos: Explícito Implícito Cabeçalhos e formatos de quadros Para cada Tecnologia de Lan define seu formato, embora detalhes variam, maioria dos quadros consistem em duas partes: Cabeçalho do quadro (frame header) Área de dados (payload) Cabeçalhos e formatos de quadros Na Maioria das tecnologias de LAN cada campo no cabeçalho de quadro tem um tamanho e uma localização fixa Exemplo de formato de quadro 1. Preâmbulo 2. Os 2 primeiros campos contém os endereços de destino e de origem 3. O terceiro campo contém o tipo de quadro (frame type) O padrão Ethernet Intel-Digital-Xerox especifica os valores que podem ser usados nos campos de cabeçalho e seus significados. Centenas de valores de tipo para Ethernet foram designados; a tabela a seguir mostra alguns exemplos 0000-05DCReservado para uso com IEEE LLC/SNAP 0800 Internet IP Versão 4 0805 X25 de CCIT 0900 Depurador de rede de Ungermann Grave Corporation 0BADVINES da Banyan Systems Corporation 1000-100F Encapsulamento de cauda do Berkeley UNIX 6004 LAT da Digital Equipament Corporation 6559 Frame Relay 8005 Probe de rede Hewlett Packard Corporation 8008 AT&T Corporation 8014 Jogos de rede da Silicon Graphics Corporation 803D DEC Ethernet Encryption 805C V Kernel da University of Stanford 809B Apple Talk da Apple Computer Corporation 80C4-80C5Banyan System Corporation 8137-8138 Novell Corporation IPX 818D Motorola Corporation FFFF Reservado Tipos de redes Ethernet foram designados para uso com sistemas construídos por empresas bem como para uso com software que segue os padrões internacionais como o X.25. Usando redes que não tem quadros auto-identificados Algumas das tecnologias de rede não incluem um campo de tipo de quadro, e como os computadores conectados a tais redes, podem saber o tipo de dados em cada quadro? Antes de quaisquer dados enviados, o remetente e receptor concordam em usar um formato único para os dados. Antes de quaisquer dados serem enviados, o remetente e receptor concordam em usar os primeiros octetos do campo de dados para armazenar informações de tipo O uso de parte dos dados para enviar informações de tipo deve ser padronizado, ou dois programadores podem utilizar o mesmo valor para tipos diferentes, por exemplo. As organizações padronizadoras não coordenam seus esforços. Assim, duas ou mais organizações podem escolher o mesmo valor para dois tipos diferentes. Para resolver o problema o IEEE definiu um padrão. O padrão especificado pelo IEEE é conhecido como Cabeçalho Ponto de Acoplamento de Sub-rede (SNAP)para Controle de Link Lógico (LLC), sendo bastante aceito. Analisadores de Redes, Endereços Físicos, Tipos de Quadro Um analisador de rede ou monitor de rede é um dispositivo que pode ser usados para depurar problemas em uma rede. ANALISADORES Maioria portátil , facilitando sua remoção ; Podem monitorar eventos , relatar dados estatísticos ; Hardware necessário – PC portátil com uma interface de LAN , dedicado à tarefa de análise , software simples permitindo que se configure para analisar pacotes (pode analisar quais campos do pacote a ser verificado) Para ler pacotes o software analisador coloca o hardware de interface em modo promíscuo isso anula o reconhecimento de endereço convencional (o software do computador configura a interface para receber todos os quadros ) Quase todo o hardware de interface suporta leitura promíscua além disso , colocar uma interface em modo promíscuo é trivial . Analisador mantém uma estrutura de dados => contadores zerados => quadro chega => extrai valor do campo desejado => valor determina qual contador deve ser incrementado => periodicamente o analisador atualiza as telas do usuario => tempo de atualização pequeno PERGUNTAS QUAIS SÃO AS TRÊS GRANDES CATEGORIAS QUE ENVOLVEM AS FORMAS DE ENDEREÇO ? ESTÁTICO – BASEIA-SE NUM FABRICANTE PARA DESIGNAR ENDEREÇO FÍSICO CONFIGURÁVEL- MECANISMO PARA CLIENTE CONFIGURAR O ENDEREÇO FÍSICO DINÂMICO-MECANISMO QUE DESIGNA AUTOMATICAMENTE O ENDEREÇO FÍSICO QUANDO A ESTAÇÃO É INICIALIZADA PELA PRIMEIRA VEZ(BOOT) COMO DOIS COMPUTADORES PODEM SE COMUNICAR DIRETAMENTE ATRAVÉS DE UM MEIO COMPARTILHADO EM QUE TODAS AS ESTAÇÕES ACLOPLADAS RECEBEM UMA CÓPIA DE TODOS OS SINAS? A MAIORIA DAS TECNOLOGIAS DE LAN USA UM ESQUEMA DE ENDEREÇAMENTO PARA FORNECER COMUNICAÇÃO DIRETA . CADA ESTAÇÃO É DESIGNADA COM UM VALOR NUMÉRICO DENOMINADO , ENDEREÇO FÍSICO.