TCP / IP 14/04/2013. Objetivos. Modelo TCP/IP (cont.)

1

TCP / IP

2

• Descrição e entendimento do TCP / IP;

• Comparativo ao OSI;

• Exemplo FTP;

• Camadas TCP/IP;

• Conceito lógico x físico.

Objetivos

• TCP= Transmition Control Protocol;

• IP= Internetworking Protocol;

• TCP / IP= conjunto de protocolos (ou padrão de), define como todas as transmissões são estabelecidas e gerenciadas na Internet;

• denominação surge de seus dois protocolos mais populares, compreende um vasto

Modelo TCP/IP

4

Modelo TCP/IP

Camada Protocolo

Aplicação

DNS,TFTP,TLS/SSL,FTP,Gopher,HTTP,IMAP, IRC,NNTP,POP3,SIP,SMTP,SMPP,SNMP,SSH,

Telnet,Echo,RTP,PNRP,rlogin,ENRP protocolos de roteamento (ex.: BGP, RIP) que executam sobre TCP ou UDP podem também ser considerados parte da camadaInternet Transporte TCP,UDP,DCCP,SCTP,IL,RUDP,RSVP

Internet

IP(IPv4, IPv6),ICMP,IGMP e ICMPv6 OSPF para IPv4 considerado inicialmente como protocolo da camadaInternet(IP), mas realocado à camada deEnlacedesde a RFC 2740.

Enlace ARP,RARP,OSPF(IPv4 / IPv6),IS-IS,NDP

5

• nomes e portas utilizados para distinguir diferentes serviços;

• serviços assignados conforme solicitação (RFC6335);

• portas assignadas de maneira diversificada, em três intervalos:

– sistema: portas0a1023;

– usuários: portas1024a49.151;

– dinâmicas e privadas: portas49.152a65.535

Modelo TCP/IP

6

• portas de sistemas assignadas peloIETF (InternetEngineeringTaskForce );

• portas de usuários assignadas pelaIANA (InternetAssignedNumbersAuthority)

Modelo TCP/IP

7

• http://www.iana.org/assignments/service-names-port-numbers/service-names-port-numbers.txt

Modelo TCP/IP

Sigla Nome Porta

DNS Domain Name System TCP UDP 53

Echo Echo TCP UDP 7

ENRP Endpoint Handle Redundancy Protocol UDP 9.901

FTP File Transfer Protocol TCP UDP 20transferência

TCP 21controle

Gopher Gopher TCP UDP 70

HTTP HyperText Transfer Protocol TCP UDP 80www

IMAP Internet Message Access Protocol v3 TCP UDP 220

IRC Internet Relay Chat TCP UDP 194

NNTP Network News Transfer Protocol TCP UDP 119

PNRP Peer Name Resolution Protocol TCP UDP 3.540 end user

POP3 Post Office Protocol v3 TCP UDP 110

rlogin rlogin TCP UDP 513variável

RTP Real-time Transport Protocol TCP UDP 5.004 dados

TCP UDP 5.005 controle

SIP Session Initiation Protocol TCP UDP 5.060

TCP 5.061 sobre TLS

SMPP Short Message Peer to Peer TCP UDP 2.775

SMTP Simple Mail Transfer Protocol TCP UDP 25

SNMP Simple Network Management Protocol UDP 161

TCP UDP 162trap

SSH Secure Shell Protocol TCP UDP 22login seguro

SSL Secure Sockets Layer encriptação

Telnet TCP UDP 23

TFTP Trivial File Transfer Protocol TCP UDP 69

TLS Transport Layer Security sucessor do SSL

8

• TCPgerencia a entrega (confiável) de dados através de um mecanismo robusto;

• IPgerencia o roteamento de pacotes em uma rede, endereçamento e erros;

• Origem em um projeto daARPA(Advanced ResearchProjectAgency), agência governamental subordinada aoDoD (DepartmentofDefense, exército);

• objetivo: rede de alta resiliência, baseada na comutação de pacotes. Ano: 1969.

Modelo TCP/IP

• em uma rede de comutação de pacotes,

“pedaços” dos dados podem utilizar qualquer caminho possível para chegar ao seu destino.

• rede baseada em TCP/IP conceitualmente opera como uma grande rede única conectando diferentes infraestruturas e computadores;

Modelo TCP/IP

10

• desenvolvido antes do modelo OSI;

• não existe um ajuste perfeito entre os modelos;

• composto de quatro camadas;

• alguns autores dividem a camada inferior em duas:

– camada de conexão (enlace);

– camada física.

Modelo TCP/IP

11

• funcionalidades associadas com as camadas deSessãoeApresentação (OSI) aparecem na camada deAplicação (TCP/IP);

• Algumas características da camada de Sessão(OSI) aparecem na camada de Transporte(TCP/IP);

• As camadas deTransporteem ambos os modelos são muito similares.

Modelo TCP/IP

12

Modelo TCP/IP

13

• a camada deAplicaçãopode ser igualada (aproximadamente) às camadas de Sessão,ApresentaçãoeAplicaçãodo modelo OSI;

• na camada deTransporte, o modelo define dois protocolos:TCPeUDP;

• na camada de rede (Internet), o principal protocolo é oIP, embora existam outros;

• na camada de acesso (física e enlace), não existe especificação de protocolos. TCP/IP suporta todos os padrões.

Modelo TCP/IP

14

• a unidade de dados criada na camada de Aplicação é chamada deMensagem;

• a criada na camada de Transporte (TCP ou UDP) é chamada deSegmentoou Datagrama do Usuário;

• a camada IP cria uma denominada de PacoteouDatagrama;

Modelo TCP/IP

• a movimentação do datagrama pela rede é responsabilidade do protocolo TCP/IP;

• para que isso seja possível, o datagrama deve ser encapsulado em frames (camada de Enlace);

• em frames, a informação pode seguir, transmitida por sinais.

Modelo TCP/IP

16

Modelo TCP/IP

17

• conexão TCP típica:

– servidor aguarda conexão abrindo socket;

– cliente envia pacote TCP com flagSYNe aguarda retorno do servidor;

– caso não haja retorno, cliente considera timeout e envia outro pacote;

– servidor, recebendo o pacote, responde com um pacoteSYN + ACK;

– cliente confirma o estabelecimento da conexão por pacoteACK.

• durante a solicitação, números de sequencias iniciais (ISN) são trocados.

Identificam os dados durante o fluxo e servem de contagem de bytes na sessão.

Modelo TCP/IP

18

• ao final de se estabelecer a conexão, o servidor coloca o cliente em uma tabela (contador) de conexões =backlog;

• para um servidor com backlog preenchido, novas solicitações de conexão são ignoradas.

Modelo TCP/IP

19

Modelo TCP/IP

20

• exemplo detalhado de transferência de arquivo;

• FTP = File Transfer Protocol;

• transferência pela internet;

• utilizando Ethernet.

Exemplo

Exemplo

22

• no host A

1. API=ApplicationProgramInterface

• aplicação solicita conexão TCP com host B;

2. TCP= Transmission Control Protocol

• cria pacote TCP de configuração de conexão;

• solicita o envio do pacote ao host B;

Exemplo

23

• Host A

3. IP(Internet Protocol)

• cria pacote IP com endereçamento correto;

• IP solicita o envio do pacote para o router.

Exemplo

24

• Host A

4. Protocolo de enlace (“MAC” ou Ethernet)

• cria um frame MAC com verificação;

• verificação:FCS(Frame Check Sequence);

• aguarda acesso à rede;

• MAC solicita à camada física que envie o frame bit a bit.

Exemplo

25

Exemplo

26

• Routeador R1

5. Protocolo de enlace (“MAC” ou Ethernet)

• Recepção do frame, verificação do endereço e FCS;

• repasse para o protocolo IP.

Exemplo

• Routeador R1 6. protocolo IP

• utiliza IP de destino para decisão de onde enviar o pacote na sequencia (“next hop”)

• solicita à camada de enlace que transmita o pacote

Exemplo

28

• Routeador R1

7. Protocolo de enlace (“MAC” ou Ethernet)

• cria um frame MAC com verificação (FCS);

• aguarda acesso à rede;

• MAC solicita à camada física que envie o frame bit a bit.

Exemplo

29

Exemplo

30

• Routeador R5

16.Protocolo de enlace (“MAC” ou Ethernet)

• cria um frame MAC com verificação (FCS);

• aguarda acesso à rede;

• MAC solicita à camada física que envie o frame bit a bit.

Exemplo

31

Exemplo

32

• Host B

17.Protocolo de enlace (“MAC” ou Ethernet)

• aceita frame MAC, verifica endereço e valida FCS;

• repassa dados para o protocolo IP.

Exemplo

• Host B

18. IP(Internet Protocol)

• verifica endereço IP;

• desencapsulação do pacote TCP;

• repasse do pacote ao protocolo TCP.

Exemplo

34

• Host B

19. TCP(Transmission Control Protocol)

• aceita pacote de configuração de conexão;

• estabelece conexão enviando “Ack”.

20. API(Application Programming Interface)

• aplicação recebe solicitação de conexão com host A.

Exemplo

35

• Camadas

Exemplo

36

• Acesso à Rede (Física)

• Camada de Interface de Rede

– corresponde às camadas deEnlaceeFísicano modelo OSI;

– responsável pelo acesso à rede;

– Comunicação direta, ligação entre a topologia e a camadaInternet.

Camadas TCP / IP

37

• Internet- três tarefas principais:

– endereçamento: identificação de hosts e redes;

– controle do roteamento entre equipamentos e redes;

–MTU(MaximumTransmissionUnit):

• fragmentação: pacote possui tamanho superior ao que a rede pode trafegar;

• pacotes IP podem ter até65.535 bytes;

• tamanho médio oscila entre 1.500 e 4.000 bytes (camada 2 OSI);

• típico pacote Ethernet: ~1.500 bytes

Camadas TCP / IP

38

• Internet- Protocolos:

– Internet Protocol IP;

– Internet Control Message Protocol ICMP;

– Packet Internetwork Groper PING;

– Address Resoluition Protocol ARP;

– Bootstrap Protocol BOOTP;

– Routing Information Protocol RIP.

Camadas TCP / IP

• Transporte- três tarefas principais:

– entrega (confiável) de dados:

• identificação de elementos (nós) de rede;

• identificação das aplicações nas pontas;

– (des)fragmentação das mensagens;

– reconhecimento dos dispositivos existentes na rede:

• qualquer nó identificado por um endereço IP válido;

Camadas TCP / IP

40

• Transporte- dois protocolos: TCP e UDP;

– TCP: orientado à conexão;

– UDP:

• sem conexão;

• transmissão segue filosofia de “melhor esforço”;

• não faz acompanhamento do pacote enviado.

Camadas TCP / IP

41

• Aplicação– também conhecido por Camada de Processo;

• serviços TCP/IP dependentes de:

– processo especial de “escuta” (daemon);

• executa aguardando solicitação entrante de serviços específicos;

• executa em background, apenas

aguardando, até que receba uma solicitação.

– todo serviço tem uma porta associada.

Camadas TCP / IP

42

Internet

43

Internet

• diferentes provedores;

• caminho lógico diferente do físico;

• conceito dePTT(Ponto deTroca de Tráfego);

• conexão entreAS’s (AutonomousSystem);

• pontos de troca apresentam conexãoFull Meshed(“todos conectados a todos”).

44

Internet

• Glossário:

– AS = Autonomous System (provedor);

– ASN = Autonomous System Number, identificador único de 32 bits para um AS;

– PIX = Ponto de Interconexão ou ponto de acesso ao PTT;

– PTT = Ponto de Troca de Tráfego - redes de alta taxa de transferência aos quais um número de roteadores conectam-se com o objetivo de trocar tráfego sem o custo do serviço IP;

Internet

• Informação:http://ptt.br/intro(Abr/13)

Tráfego Diário PTT

AS Brasil

46

• diferenças de conceito e comparação dos modelos OSI x TCP/IP;

• pilha de protocolos;

• lógica: endereçamento IP, protocolo utilizado e porta atribuída;

• intervalo de portas: sistema, usuários e dinâmicas;

• conexão TCP/IP: SYN + ACK;

• camadas TCP/IP: Rede, Internet, Transporte e Aplicação

Pontos Chave

47

• quatro camadas no modelo TCP/IP original;

• primeira camada (Rede) dividida em duas subcamadas – objetivo didático e operacional:

– Enlace;

– Física.

• vários autores assumindo TCP/IP com cinco camadas;

• diferença lógica e física da Internet;

• conceito de PTT e AS.

Pontos Chave (cont.)

48

Fim