10 camada rede

(1)

Camada de Rede IP

(2)

Introdução

•  _{A
camada
de
rede
foi
desenvolvida
para} solucionar o problema de entrega por intermédio de vários links.

•  _{É
responsável
pela
entrega
host-‐host
e
por} encaminhar pacotes pelos roteadores e

switches.

•  _{O
encaminhamento
de
pacotes
se
dá
através} de tabelas de roteamento.

(3)

(4)

Introdução

•  _{A
comutação
na
camada
de
rede
na
Internet} usa a abordagem de datagramas para a

comutação de pacotes.

•  _{A
entrega
de
um
pacote
pode
ser
realizada} usando-‐se um serviço de rede orientado a conexões ou sem conexão.

•  _{Em
um
serviço
orientado
a
conexões,
a} origem estabelece primeiro uma conexão

com o desJno antes de iniciar o envio de um pacote. Pacotes são enviados em uma

mesma rota e ordem sequencial. É encerrada ao ﬁnal do envio de todos os pacotes.

(5)

Introdução

•  _{No
serviço
sem
conexão,
o
protocolo
de}

camada de rede trata cada pacote de forma independente. Os pacotes de uma mesma mensagem podem trafegar por rotas

diferentes até seu desJno.

•  _{Esse
Jpo
de
serviço
é
usado
na
abordagem} de datagramas para comutação de pacotes. •  _{A
comunicação
na
camada
de
rede,
na}

(6)

(7)

IPv4

•  _{Vamos
olhar
no
PLT
(pág.
583)
o
que
quer} dizer cada um destes campos!

•  _{Um
datagrama
pode
trafegar
por
várias} redes diferentes.

•  _{Cada
roteador
desencapsula
o
datagrama
a} parJr do frame que ele recebe, o processa e então, o encapsula em outro frame.

•  _{O
tamanho
do
frame
varia
de
acordo
com
o} protocolo da camada [sica.

(8)

IPv4

•  _{Se
um
roteador
interliga
uma
LAN
a
uma} WAN, ele recebe um frame no formato da LAN e transmite um frame no formato da WAN.

•  _{MTU
–
Unidade
de
Transferência
Máxima:} tamanho total do datagrama que pode ser encapsulado em um frame.

•  _{O
MTU
é
deﬁnido
pela
restrições
impostas} pelo hardware e so`ware usados na rede.

(9)

IPv6

•  _{Apesar
de
todas
as
soluções
a
curto
prazo} oferecidos pelo IPv4, o esgotamento de

endereços é um problema a longo prazo na Internet.

•  _{A
Internet
deve
acomodar
transmissão
de} vídeo e áudio em tempo real. Isso requer atraso mínimo e reserva de recursos não previstas no IPv4.

•  _{A
Internet
tem
que
permiJr
criptograﬁa
e} autenJcação de dados para algumas

(10)

IPv6

Vantagens do datagrama IPv6:

•  _{Maior
espaço
de
endereçamento.}

•  _{Formato
mais
adequado
do
cabeçalho.} •  _{Novas
opções.}

•  _{Espaço
para
expansão.}

•  _{Suporte
para
alocação
de
recursos.} •  _{Melhor
suporte
à
segurança.}

Vamos analisar o datagrama IPv6 e seus campos no PLT (pág. 598).

(11)

(12)

Camada de Rede

Mapeamento de Endereços, Notificação de Erros e Multicasting

(13)

ARP

•  _{Address
ResoluJon
Protocol.}

•  _{É
responsável
por
fazer
a
conversão
entre} endereços IPs e os endereços MAC da rede. •  _{Em
uma
rede
grande,
os
pacotes
TCP/IP
são}

encaminhados até a rede de desJno através de roteadores.

•  _{Ao
aJngir
a
rede
desJno,
o
protocolo
ARP} entra em ação para detectar o endereço da placa de rede para a qual o pacote deve ser entregue, já que no pacote há somente o endereço IP e não o endereço da placa de rede.

(14)

ARP

•  _{O
ARP
manda
uma
mensagem
de
broadcast} perguntando qual responde pelo IP para qual pretende-‐se transmiJr o pacote. A máquina correspondente responde informando seu MAC.

•  _{Para
não
ocupar
a
rede
muitas
vezes,
o} disposiJvo transmissor armazena os

endereços IP recentemente acessados e seus endereços MAC correspondentes.

(15)

RARP, BOOTP e DHCP

•  _{Protocolos
para
“descobrimento
de
IP”} dentro de uma rede.

•  _{RARP
–
Reverse
ARP.}

–  Broadcast somente em nível de rede local camada de enlace.

–  Várias redes locais = vários RARP servers. •  _{BOOTP
–
Bootstrap
Protocol.}

–  Mensagem de solicitação aJnge rede local

diferente.

–  Tabela de correspondência entre endereços IP e MAC da rede.

(16)

RARP, BOOTP e DHCP

•  _{DHCP
–
Dynamic
Host
ConﬁguraJon} Protocol.

–  Alocação EstáJca de Endereços: funciona como o

BOOTP.

–  Alocação Dinâmica de Endereços: aloca por

tempo determinado o primeiro IP válido livre para o solicitante.

(17)

ICMP

•  _{Internet
Control
Message
Protocol.}

•  _{Caso
um
roteador
não
consiga
passar
adiante} um datagrama recebido, ele precisa informar ao transmissor que ocorreu um erro.

•  _{O
ICMP
é
usado
para
este
propósito.}

•  _{Uma
mensagem
ICMP
é
transmiJda
usando} um datagrama IP.

Cabeçalho ICMP Mensagem ICMP

Área de dados do datagrama IP Cabeçalho IP

(18)

(19)

ICMP

•  _{Mensagem
de
Eco:
serve
para
veriﬁcar
se
o} caminho entre transmissor e receptor está bom. O emissor envia um datagrama

contendo uma mensagem ICMP de eco e o receptor, ao receber, responde a mensagem, incluindo no datagrama os dados recebidos do datagrama original. Ping.

•  _{Caso
um
roteador
não
consiga
entregar
um} determinado datagrama, ele envia para o

transmissor uma mensagem ICMP de des;no

(20)

ICMP

•  _{Um
roteador
pode
porventura
receber
um} número maior de datagramas do que ele é capaz de processar. Caso isso ocorra,

dizemos que o roteador está conges;onado. Neste caso, o roteador pode ter de descartar datagramas por não ser capaz de recebê-‐los naquele momento. Quando isso ocorre, o roteador envia uma mensagem de redução de velocidade de transmissão ao transmissor do datagrama descartado.

(21)

ICMP

•  _{Caso
o
roteador
veriﬁque
que
na
rede
local} onde ele está existe uma rota melhor, ele

envia uma mensagem ICMP de solicitação de

redirecionamento ao transmissor, enviando

também o datagrama ao desJno.

•  _{Quando
o
contador
Tempo
de
Vida
(TTL)
do} datagrama é zerado, o roteador envia para a máquina transmissora uma mensagem ICMP de tempo de vida excedido.

(22)

ICMP

•  _{Quando
um
roteador
ou
uma
máquina} encontra problemas para processar um

datagrama e não há outra mensagem ICMP que cubra o problema encontrado, o

roteador (ou máquina) envia uma mensagem

de problema nos parâmetros para o

(23)

IGMP

•  _{O
protocolo
IP
pode
estar
envolvido
em
dois} Jpos de comunicação: unicast e mul.cast.

•  _{Unicast
–
comunicação
direta
entre
emissor
e} receptor.

•  _{MulJcast
–
comunicação
de
um
emissor
com} um grupo de receptores.

•  _{IGMP
–
Internet
Group
Management} Protocol.

•  _{É
um
dos
protocolos
necessários
para} comunicação mulJcast. É um protocolo auxiliar do protocolo IP.

(24)

IGMP

•  _{O
IGMP
não
é
um
protocolo
de

roteamento} mulJcast! Ele administra a associação de

grupos mulJcast. Ele fornece aos roteadores mulJcast informações sobre a situação de associação de hosts conectados à rede.

(25)

Camada de Rede

Entrega, Encaminhamento e Roteamento

(26)

Entrega

•  _{Refere-‐se
à
maneira
pela
qual
um
pacote
é} tratado sob controle da camada de rede. •  _{Entrega
direta:
o
desJno
ﬁnal
do
pacote
é}

um host conectado à mesma rede [sica que a do emissor.

•  _{Entrega
indireta:
o
pacote
vai
de
roteador} em roteador até aJngir aquele conectado à rede [sica do seu desJno ﬁnal.

(27)

Encaminhamento

•  _{Signiﬁca
colocar
o
pacote
na
rota
para
seu} desJno.

•  _{Método
do
Próximo
Salto:
a
tabela
de}

roteamento armazena apenas o endereço do próximo salto.

•  _{Método
do
Roteamento:
a
tabela
de}

roteamento armazena informações sobre a rota completa.

•  _{Método
do
Próximo
Salto
vs.
Método
do} Roteamento.

(28)

(29)

Encaminhamento

•  _{Método
de
Rede
Especíﬁca:
uma
entrada} para cada rede na tabela de roteamento. •  _{Método
de
Host
Especíﬁco:
uma
entrada}

para cada host na tabela de roteamento. •  _{Método
de
Rede
Especíﬁca
vs.
Método
de}

(30)

(31)

Encaminhamento

•  _{Método
de
Padrão:
ao
invés
de
listar
todas} as redes da Internet inteira, o host pode ter apenas uma entrada denominada padrão.

(32)

Encaminhamento

•  _{Tabela
de
Roteamento
Está;ca:
contém} informações introduzidas manualmente. •  _{Tabela
de
Roteamento
Dinâmica:
é}

atualizada periodicamente uJlizando-‐se um dos protocolos de roteamento dinâmico.

(33)

Roteamento

•  _{RIP
–
RouJng
InformaJon
Protocol.
Compara} matemaJcamente rotas para idenJﬁcar o

melhor trajeto. Vetor de distâncias.

•  _{OSPF
–
Open
Shortest
Path
First.
Baseado
no} algoritmo da escolha da menor rota primeiro, veio para subsJtuir o RIP. Protocolo de

estado do enlace.

•  _{BGP
–
Border
Gateway
Protocol.
Protocolo} de roteamento dinâmico.

(34)