Protocolos da
Camada de Inter-Rede (Internet)
IP – Protocolo da Internet.
•Não Confiável;
•Não Orientado à conexão;
•Trabalha com Datagramas;
•Roteável;
•IPv4 – 32 bits; IPv6 – 128 bits;
•Divisão por Classes (A,B,C,D,E);
•Cabeçalho de 20 ou 24 Bytes;
•Área de Dados de no máximo 65.515 Bytes
Endereçamento IP
• Cada computador vai receber um único
endereço IP dentro de uma rede.
• Cada rede recebe um endereço IP público
para conexão com a Internet.
• Uma rede local poderá usar um range de
endereços IP privados (RFC 1918).
• O endereço IP pode ser dinâmico ou fixo.
Endereço IP Privado
• Criados para otimizar o espaço de
endereçamento e não é roteável na internet;
• Classe A
– 10.0.0.0 até 10.255.255.255
• Classe B
– 172.16.0.0 até 172.31.255.255
• Classe C
– 192.168.0.0 até 192.168.255.255
A CONEXÃO
USUÁRIO
PROVEDOR
EMPRESA DE
TELECOM
On-Line
A conexão pode ser feita através de:
•Provedor Comercial (ex.: IG, UOL, etc)
•Universidade
•Órgão Público
•On-Line
HOST – Computador conectado à Internet
Endereço Físico (Endereço MAC)
Endereço Lógico (Endereço IP)
0.0.0.0
255.255.255.255
Octeto ou
Byte
Exemplos de Endereços IP:
192.1.201.14
Válido
200.259.114.20
Não Válido
200.1.114.1.20
Não Válido
200.001.014.20
Válido
Classes de Endereços IP
0
7
Octeto 1
Classe A 0
15
Octeto 2
netid
Classe B 1 0
Classe C 1 1 0
Classe D 1 1 1 0
Classe E 1 1 1 1 0
23
Octeto 3
31
Octeto 4
hostid
netid
hostid
netid
Endereço Multicast
Reservado para uso futturo
hostid
Classe
Rede
Host
A
27
224
B
214
216
C
221
28
D
Endereçamento Multicasting
E
Reservado para uso Futuro
Máscara de Rede e Sub-rede IP
• Garante
maior
eficiência
endereços dentro de uma classe;
dos
• Pode endereçar até 2n – 2 hosts;
• O objetivo é delimitar a posição do
prefixo de rede e de estação;
• Pode ser representada em notação
decimal ou em contagem de bits;
Teoria de Máscara de REDE
• A Máscara De Rede é a conversão dos
bits destinados a identificação da rede =
1 e os bits da identificação do host = 0.
Exemplo: Rede classe A
NETID = 8 bits e HOSTID = 24 bits – Logo:
11111111.00000000.00000000.00000000
Notação decimal = 255.0.0.0
Contagem de bits = IPA/8
Determinando Máscaras de Rede
• Classe A
– 255.0.0.0
• Classe B
– 255.255.0.0
• Classe C
– 255.255.255.0
Máscara de Sub-Rede
• A máscara de sub-rede é a composição de
bits da NETID mais bits da Sub-Rede. Os bits
da sub-rede serão “emprestados” do Host.
• Na Máscara de Sub-rede os bits = 1 nunca
serão menores que os bits da Máscara de
Rede.
Prefixo de
Rede
Prefixo de
Rede
Host
Prefixo de
Sub-Rede
Host
Exemplos
1) Qual a máscara de sub-rede para endereçar
7 sub-redes usando o endereço IP
100.200.20.10?
2) Determine o endereço de rede e de
broadcasting dado que o IP 10.0.0.10/12 faz
parte dessa rede.
3) Dados 180.100.200.50/27, calcule: quantas
sub-redes serão possíveis e o endereço de
rede, broadcasting e primeiro IP válido da
terceira sub-rede.
Endereço de Rede
• Para determinar o endereço de rede é
necessário manter o prefixo da rede e
sub-rede, porém colocar zero (0) nos bits
que identificam o Host.
Prefixo de
Rede
Prefixo de
Rede
Prefixo de
Sub-Rede
Prefixo de
Sub-Rede
Host
00...00
Endereço de Broadcasting
• Para determinar o endereço de
Broadcasting é necessário manter o
prefixo da rede e sub-rede, porém
colocar um (1) nos bits que identificam o
Host.
Prefixo de
Rede
Prefixo de
Rede
Prefixo de
Sub-Rede
Prefixo de
Sub-Rede
Host
11...11
Endereço de Loopback
• De acordo com a RFC 1700 o endereço
de Loopback foi criado para fazer um
autoteste na placa de rede. Com isso,
nenhum pacote destinado aos endereços
127.X.X.X serão enviados para a rede,
ficando no Localhost.
127.0.0.0
127.255.255.255
Protocolo IP
Campos do Cabeçalho
• Version
• Indica a versão do protocolo (IPv4).
• Hlen
• Indica o tamanho do cabeçalho em
unidades de 4 bytes.
• Total length
• Indica o tamanho total do datagrama
em bytes (Cabeçalho + Dados)
Campos do Cabeçalho
• Service Type
Indica a qualidade de serviço desejada
• Precedence: prioridade
• D: menor retardo
• T: maior vazão
• R: maior confiabilidade
0
1
Precedence
2
3
4
5
6
7
D
T
R
Unused
Campos do Cabeçalho
• Header checksum
– Assegura a integridade do cabeçalho
• Options
– Oferece informações para teste e depuração
– Torna o tamanho do cabeçalho variável
• Protocol
– Protocolo encapsulado no campo de dados
Campos do Cabeçalho
• Source IP address
– Endereço IP da estação origem
• Destination IP address
– Endereço IP da estação destino
– Usado no roteamento do datagrama
– Usado para descobrir a rota no roteador.
Campos do Cabeçalho
• Time to Live (TTL)
– Número máximo de roteadores (hops) que
podem processar o datagrama
– TTL é decrementado a cada roteador ou a
cada 1 segundo de espera no buffer.
– Roteador descarta o datagrama e gera
mensagem de erro quando TTL atinge 0
Campos do Cabeçalho
• Padding
– São os bits 0 que tornam o cabeçalho
múltiplo de 32 bits
• Data
– Representa os dados do datagrama.
• Flags
– Conjunto de 3 bits que auxiliam o processo
de fragmentação, são usados apenas 2
(Don’t fragment e More fragments)
Campos do Cabeçalho
• Identification
– Serve para identificar o datagrama original
– Número inteiro colocado em cada
datagrama
• Fragment Offset
– Representa o deslocamento dos dados do
fragmento em relação ao datagrama
original
– Indicado em unidades de 8 bytes
Fragmentação IP
• A fragmentação é o processo de divisão de
datagramas em “datagramas” menores,
chamados de fragmentos.
• Um fragmento poderá ser re-fragmentado.
• Os cabeçalhos dos fragmentos devem
permitir a reconstrução ou remontagem do
fragmento.
• A fragmentação é necessária para obedecer
regras do MTU de uma rede.
Fragmentação IP
• A fragmentação e Remontagem IP
ocorrem através dos campos:
– Identification, Fragment Offset e Flags
• Os flags são divididos em:
– More Fragments – se igual a 1 indica que
existe mais fragmentos, se igual a 0 indica
último fragmento.
– Don’t Fragment – indica que o datagrama
não poderá sofrer fragmentações.
Remontagem IP
• O processo de remontagem só ocorre na
origem.
• A remontagem usa os campos Identification
para unir os fragmentos e fragment offset
para identificar a ordem do fragmento.
– Fragment offset = 0 indica primeiro fragmento.
• O último fragmento é indicado pelo more
fragments = 0.
Exemplo
• Considere que uma estação E1 deseja
transmitir um datagrama de 1000 bytes para
uma estação E2 passando por 2 redes, uma
com MTU = 1500 e outra de MTU = 420 até
chegar a rede de destino de MTU = 1500.
Será necessário fragmentação? Descreva
esse processo utilizando os campos
Identification, Fragment Offset e Flags.
Protocolo ICMP
•Auxiliar do IP;
•Usado por roteadores
mensagens de erro;
•Carrega informações
diagnóstico;
de
para
enviar
controle
•Encapsulado dentro do datagrama IP.
e
Mensagens ICMP
–Source quench
• Realiza controle de congestionamento
–Time exceeded
• Indica que o TTL atingiu o valor 0
• Indica que nem todos os fragmentos foram
recebidos durante a remontagem
–Destination unreachable
• Sinaliza que não foi possível entregar ou
rotear o datagrama
Mensagens ICMP
–Redirect
• Atua na otimização do roteamento
–Echo request / Echo reply
• Testa se um destino está operacional e
pode ser alcançado através da rede
Outros Serviços
• ARP (Adress Resolution Protocol)
– Cuida da resolução de endereços Lógicos em
Físicos.
– Requisições utilizando Broadcasting
– Respostas em Unicasting
• RARP (Reverse Adress Resolution
Protocol)
– Presta o serviço contrário do ARP
– Resolve endereços Físicos em Lógicos