Hardware de Rede
Willamys Araújo
Hardware de Rede
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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
monitoramento
qualquer
tipo
de
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
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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.*
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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?