Introdução. A cam ada de Rede está relacionada à transferência de pacotes da origem ao destino.

Introdução

A

camada

de Rede

está

relacionada

à

transferência

de

pacotes da origem ao

destino.

Chegar ao destino pode

exigir vários hops

(saltos) em roteadores

intermediários ao longo

do percurso:

Introdução

• Para

atingir

seus

objetivos, a camada de

rede deve conhecer a

topologia da subrede de

comunicações

(roteadores) e escolher

os

caminhos

mais

apropriados;

• Evitar ociosidade em algumas rotas e sobrecarga em outra

Introdução



Dessa form a, veja os

principais pontos

que serão

abordados sobre a

camada de rede

:

 Algoritmos de Roteamento;

 Algoritmos de Controle e Congestionamento;  Qualidade de Serviço;

 Interligação de Redes;

Internet Protocol - IP



Como bem sabemos, a Internet é um conjunto de

muitas

redes interconectadas:



O

mantém

elem ento que

a

Internet unida é o

protocolo

da

camada de rede o

IP

(Internet

Protocol)

;

Internet Protocol - IP



A tarefa do IP é fornecer a melhor forma possível

(sem

garantias)

de

transportar

datagramas

(pacotes da camada de Rede) da origem para o

destino, independentemente de essas máquinas

estarem na mesma rede ou de haver outra redes

entre elas;



Há

duas versões de protocolo IP

em uso hoje:

 IPv4 [RFC 791]

Internet Protocol - IP

Internet Protocol - IP



Considerações:

  

Version: indica a cersão do protocolo (4 para Ipv4);

IHL: tamanho do cabeçalho em palavras de 32 bits;

Type of Service: Serviço requerido;





Total lenght: tam anho total do pacote (cabeçalho + dados);

Identification: Identifica cada pacote enviado por um nó;







DF (Don’ t Fragm ent): desautoriza a fragm entação do pacote porque o destino não será capaz de recompô-lo

MF (More Fragment): indica que há outros fragmentos (bit 1 para o último fragmento);

Fragment Offset: indica a localização deste fragmento no pacote completo

Internet Protocol - IP



Considerações:

 Time to Live: Tempo de vida, decrementado a cada nó

intermediário, indicando o número máximo de encaminhamentos de um pacote. Zerado, o pacote é descartado e um pacote de controle (ICMP) é enviado de volta à origem.



 



Protocol: Indica o protocolo que está sendo transportado na parte de dados. IP (0), ICMP(1), TCP(6), etc.

Header Cheksum: verifica a correção do cabeçalho;

Destination e Source Address: Contêm os endereços IP do nó destino e origem do pacote;

Options: cam po de tam anho variável (múltiplos de 4 bytes), destinado para experimentações.

Conteúdo

■

Endereçamento IP

■

Sub-redes

■

VLSM – Variable Length Subnetwork Mask

Serviço de Comunicação Universal

■

Um sistema de comunicação global requer um

método universalmente aceito para identificar

individualmente os computadores.

■ Exigência de um mecanismo global de identificação das

máquinas em um cenário de um conjunto de redes interconectadas (“internet”).

■

A idéia é permitir a comunicação entre quaisquer

máquinas localizadas em quaisquer pontos do

Endereço IP

■

Endereço definido na camada de rede da

arquitetura TCP/IP para identificar, de forma

única, cada conexão de rede.

■ Consiste de um número de 32 bits (4 bytes)

associado a cada interface de rede.

■

O formato do endereço é determinado pelo

protocolo da camada de rede e visa facilitar a

tarefa de roteamento.

■

Notação binária do endereço IP:

■ 10000010 10000100 00010011 00011111

Endereço IP

(cont.)

■

Ao invés da notação binária, normalmente é

usada a notação decimal (decimal dotted

notation

).

■

Cada byte do endereço é representado por um

número decimal, separados por um ponto.

■ Ex: 130.132.9.31 200.241.16.8 10.0.0.0

■

O endereço IP é composto por duas partes:

■ NetID: codifica univocamente o identificador da rede à qual a máquina está conectada.

■ HostID: codifica univocamente o identificador da máquina (Id da interface) dentro da rede.

Conversão Decimal-Binário

10. 1. 23. 19 00001010. 00000001. 00010111. 00010011 200. 241. 16. 8 11001000 11101101 0010000 00001000 255. 255. 0. 0 11111111. 11111111. 0000000. 00000000 127. 0. 0. 1 11111111. 0000000. 0000000. 00000001 243. 15. 63 100

Conversão Binário-Decimal

1 1 1 1 1 1 1 1 128 64 32 16 8 4 2 1 (128+ 64+ 32+ 16+ 8+ 4+ 2+ 1=255) Exemplo de conversão: 0 1 0 0 1 0 0 1 = ? 0 64 0 0 0 0 0 1 (0+64+0+0+8+0+0+1=73)

Classes de Endereços

■

Endereços IP são organizados em classes.

■

As classes determinam quantos bits são

usados para identificar a rede e quantos

são usados para codificar a máquina.

■

Classe A: NetID= 8 bits, HostID= 24 bits

■

Classe B: NetID= 16 bits, HostID= 16 bits

■

Classe C: NetID= 24 bits, HostID= 8 bits

■

Esse esquema de endereçamento é

Classes Primárias (2)

NetID (7 Bits) HostID (24 Bits) 0 Class A HostID (16 Bits) NetID (14 Bits) 10 Class B HostID (8 Bits) NetID (21 Bits) 110 Class C

Redes Classe A (“Redes /8”)

■

São redes de grande porte, que contam com

um número imenso de máquinas.

■ Ex: 12.0.0.0 (AT&T); 13.0.0.0 (Xerox)

Máximo de 126 redes (2

7

-2).

■ (0 a 127 = 128 redes)

■ 0.0.0.0: rota default

■ 127.0.0.0: função loopback

■

Máximo de 16.777.224 (2

24

-2) hosts por rede.

■ “all-0s”: endereço “this network” ■ “all-1s”: endereço de “broadcast”

Redes Classe A (“Redes /8”)

(cont.)

■

2

31

(2.147.483.648) endereços individuais.

■ 50% do espaço de endereçamento unicast do

IPv4!!!

■

Faixa de NetID’s: 1 a 126.

Redes Classe B (“Redes /16”)

■

São redes de médio porte, que contam com

um número ainda muito grande de hosts.

■ Ex: 129.188.0.0 (Motorola); 164.41.0.0 (UnB)

Máximo de 16.384 redes (2

14

).

■

Máximo de 65.534 (2

16

-2) hosts por rede.

■

2

30

(1.073.741.824) endereços individuais.

■ 25% do espaço de endereços unicast do IPv4!!!

■

Faixa de NetID’s: 128 a 191.

Redes Classe C (“Redes “/24”)

■

São redes de pequeno porte, que contam com um

pequeno número de hosts.

■ Ex: 241.16.18.0; 196.239.26.0

■

Máximo de 2.097.152 redes (2

21

).

■

Máximo de 254 (2

8

-2) hosts por rede.

■

2

29

(536.870.912) endereços individuais.

■ ~12,5% do espaço de endereços unicast do IPv4.

■

Faixa de NetID’s: 192 a 223.

Classes Especiais

Endereço de Multicast (28 Bits) 1110 Class D Reservado (27 Bits) 11110 Class E

Resumindo...

Network

Class

Address Range _Maximum Networks Maximum Hosts Class A 0.0.0.0 to 127.255.255.255 126 Over 16 Million Class B 128.0.0.0 to 191.255.255.255 16,382 65,534 Class C 192.0.0.0 to 223.255.255.255 Over 2 Million 254 Class D 224.0.0.0 to 239.255.255.255 Reserved for Multicasting N/A Class E 240.0.0.0 to 247.255.255.255 Reserved for future use N/A

Desvantagens do Endereçamento Classful

2

32

■

Apenas

(4.294.967.296) endereços IPv4

disponíveis.

■ Eventual exaustão do espaço de endereços.

■

Não propicia uma alocação eficiente do espaço de

endereços.

■ Classe C: apenas 254 hosts (muito pequeno).

■ Classe B: 65.534 hosts (muito grande).

■

Má distribuição de endereços no passado.

■ Depleção prematura de endereços Classe B.

■ Instituições de médio porte com endereços Classe C

(impacto negativo no tamanho global das tabelas de roteamento da Internet).

Desvantagens do Endereçamento Classful

(cont.)

■

Se uma máquina é movida de uma rede

para outra seu endereço tem ser mudado, a

não ser que a rede esteja usando um

protocolo de mapeamento dinâmico de

endereços.

■

Muita perda de endereços já que nem todos

Endereços Especiais

■

Nem todo número pode ser usado para identificar

uma conexão à rede pois alguns deles são

reservados, à priori, pelo esquema de

endereçamento.

■

Para cada rede, os endereços de host seguintes

são sempre reservados, não podendo ser usados

como endereços de nenhuma das máquinas da

rede:

■ O primeiro endereço de host (isto é, HostID com todos

os bits iguais a 0)

■ O último endereço de host (isto é, HostID com todos os bits iguais a 1)

Endereço de Rede (“this network”)

■

Assim como as interfaces, as redes também

têm o seu próprio endereço IP.

■

Por convenção, o endereço IP reservado

que tem o HostID com todos os bits iguais

a zero é, na realidade, o endereço da rede.

■

Exemplos:

■ 200.241.16.0 (classe C) ■ 164.41.0.0 (classe B) ■ 15.0.0.0 (classe A)

Endereço de “Loopback”

■

A maioria das implementações possui uma

“interface loopback”, que permite a um processo

cliente e um servidor localizados no mesmo host

se comunicarem usando a pilha TCP/IP.

■ A interface loopback não se conecta a rede alguma

(um pacote IP enviado para essa interface não aparece em nenhuma rede, fica na máquina local).

■

O endereço classe A “127.0.0.0” é um endereço

de rede reservado para funções de loopback.

■ Por convenção, qualquer endereço de host nessa rede

pode ser usado como endereço de loopback. Na

prática é usado apenas o endereço 127.0.0.1, que é comumente denominado de “localhost”.

Endereço de “Broadcast”

■

Endereço reservado usado para referenciar

todas as máquinas de uma rede.

■

Um pacote IP com endereço de broadcast é

sempre entregue a todas as máquinas da rede.

■

Qualquer endereço cujo campo de HostID

possua todos os bits iguais a 1 é um

endereço de broadcast.

■

200.241.16.255 (classe C)

■

164.41.255.255 (classe B)

Endereço de “Multicast”

■

Um endereço multicast referencia um grupo seleto

de máquinas de uma rede. Um grupo multicast é

sempre identificado por um endereço classe D.

■

Membros de um grupo ainda retém os seus

próprios endereços IP, mas também têm a

habilidade de absorver dados que são enviados

para os endereços multicast.

■

Para terem acesso às mensagens enviadas para

endereços multicast as máquinas devem suportar

o protocolo IGMP.

Endereço de “Multicast”

(cont.)

■

Alguns endereços multicast são reservados,

estando listados na RFC Internet Assigned

Numbers

.

■

224.0.0.2 = todos os roteadores de uma

sub-rede local.

■

Diferentemente dos endereços broadcast, os

endereços multicast não são restritos à rede

local.

Endereços Privados

■ Assim como a classe de endereços 127.0.0.0, existem

outros endereços que não podem ser utilizados em nenhuma máquina conectada à Internet.

■ As faixas de endereços começadas com "10", "192.168" ou

de "172.16" até "172.31" são reservadas para uso em redes locais/intranets e por isso não são usadas na Internet.

- 10.0.0.0 a 10.255.255.255 - 172.16.0.0 a 172.31.255.255 - 192.168.0.0 a 192.168.255.255

■ Redes que usam endereços dessa faixa constituem redes

privadas e a numeração é denominada de numeração privada.

Obtenção de Endereços IP

■ Faixa de endereços IP válidos devem ser solicitados a uma

instituição central responsável pelo registro de endereços.

■ A entidade global responsável pelo registro e atribuição

dos endereços é a IANA - Internet Assignment Numbers Authority (http://www.iana.org/).

■ A IANA delega faixas de endereços às RIRs (Regional

Internet Registries), entidades menores, que ficam responsáveis por delegar os endereços regionalmente.

■ Nos EUA a entidade responsável é a ARIN

(http://www.arin.net/) e no Brasil é a LACNIC (Latin American and Caribbean Internet Address Register -Registro de Endereçamento da Internet para América Latina e Caribe - http://www.lacnic.net/pt/). Estas

entidades são diferentes das responsáveis pelo registro de domínios, como o Registro.br.

Mapeamento Dinâmico de Endereços

■

Pressuposto: não há problema se diferentes

placas usarem um mesmo endereço IP em

instantes diferentes.

■

DHCP – Dynamic Host Configuration Protocol.

■

Um servidor DHCP distribui endereços IP dentro

de uma faixa disponível definida na sua

configuração.

■

Pode haver vários servidores DHCP, cada um

responsável por uma faixa de endereços.

■

Endereços podem ter um tempo de validade.

■

Tema será explorado em experiência de



O IP se baseia em duas estruturas para

efetuar o roteamento de datagramas:

 

Máscara de Sub-Rede

Tabela de Rotas

 

Como já visto, a máscara de sub-rede é um

número de 32 bits usado para distinguir

um prefixo de rede estendido (Netid +

SubnetID

) em um endereço IP.

A máscara de sub-rede também é usada

para determinar se um endereço IP está

localizado na rede local ou em uma rede

remota.







Por exemplo, um destino de 172.16.8.0 tem uma máscara de rede de 255.255.248.0. Esta máscara de rede significa que:

– os dois primeiros octetos devem coincidir exatamente;

– os primeiros cinco bits do terceiro octeto devem coincidir (248=11111000); e que

– o último octeto não faz diferença.

O terceiro octeto de 172.16.8.0 (ou seja, 8) é 00001000 em

binário. Sem alterar os cinco primeiros bits (a parte da

máscara mostrada em

negrito

), pode-se chegar até 15, ou

00001111 em binário.

Logo, uma rota com endereço destino 172.16.8.0 e uma máscara de 255.255.248.0 aplica-se a todos os pacotes endereçados para 172.16.8.0 até 172.16.15.255.

  

Provê um meio de se dizer como encaminhar pacotes para máquinas que não estão conectadas à rede local. Cada máquina na rede local (hosts e roteadores) possui a sua própria tabela de rotas.

Na sua forma mais simples, a tabela de rotas é uma estrutura que contém um conjunto de pares (N,G), onde:

N é o endereço IP da rede destino

G é o endereço IP do próximo roteador no caminho da rede N









A quantidade de informação que um roteador necessita guardar na sua tabela de rotas é

diretamente proporcional ao número de redes e não ao número de hosts.

A tabela de rotas pode ser mantida tão simples porque o IP não necessita de uma rota completa até o

destino. É guardado apenas o endereço do próximo roteador.

Os roteadores não conhecem o caminho completo até a máquina destino mas, sim, o próximo passo (hop) em direção àquela rede.

As tabelas de rotas sempre apontam para roteadores que estão na mesma rede física.

Roteamento Direto







Ocorre quando as máquinas participando de

uma conversação estão na mesma rede física.

O transmissor encapsula o pacote IP no quadro

do nível de enlace, mapeia o endereço IP

destino no endereço físico de destino (via ARP)

e envia o quadro diretamente ao destinatário.

O transmissor sabe que o destinatário está na

mesma rede física examinando a porção NetId

do endereço IP destino, que deve ser igual ao

próprio NetId (usando, para isso, a máscara de

sub-rede).

Roteamento Indireto







Ocorre quando duas máquinas participando

de uma conversação não estão na mesma

rede física.

Neste caso, gateways intermediários terão

que manusear o datagrama até que ele

chegue ao seu destino.

O transmissor deve identificar um gateway

para onde enviar o datagrama. Este

gateway

precisa estar, necessariamente, na



Hosts:





O roteamento será direto ou não?

Caso não seja direto, para qual roteador deverá ser

enviado o pacote?



Roteadores:





A máquina destino está na mesma rede física e pode

ser alcançada diretamente? Se sim, ele é o roteador

final.

Se não, para qual outro roteador entregar o pacote?

Rota Default



A especificação TCP/IP permite que seja

definida uma rota padrão, que será usada

sempre que não for encontrada nenhuma

rota para a rede destino.





Normalmente, o endereço classe A 0.0.0.0

é

usado como sinônimo de default nas tabelas de

roteamento.

Essa entrada diz ao IP para “redirecionar

qualquer

datagrama

não-local

para

o

O Comando “Route”









O comando “route” serve para manipular a tabela de rotas. Quando utilizado sem argumentos, exibe a tabela.

“Route” m anipula a tabela de roteam ento IP do kernel. Seu principal uso é configurar rotas estáticas para hosts ou redes especificadas através de uma interface, após a mesma ter sido configurada (no caso do Unix, com o programa ifconfig).

O “route” aceita diversas opções, tais como add,

delete e change, e possui vários parâmetros, tais como métrica e interface de saída.

Podem ser usados nomes em vez de números para identificar redes e máquinas nas rotas.

Examinando a Tabela de Rotas – Windows

(cont.)

Destino: O destino é o host de destino, o endereço de sub-rede, o endereço da rede ou uma rota padrão. Máscara de rede: A máscara de rede é utilizada em conjunto com o destino para determinar quando uma

rota é utilizada. Por exemplo, uma rota de host tem uma máscara de 255.255.255.255, uma rota padrão tem uma máscara de 0.0.0.0 e uma rota de rede ou sub-rede tem uma máscara entre esses dois extremos. Uma máscara de 255.255.255.255 significa que apenas uma correspondência exata do destino utiliza essa rota. Uma máscara de 0.0.0.0 significa que qualquer destino pode utilizar essa rota.

Gateway: O gateway é o endereço IP do próximo roteador para o qual é necessário enviar um pacote. Em

uma conexão de rede local (como Ethernet ou Token Ring), o gateway deve ser alcançável diretamente por esse roteador utilizando a interface indicada na coluna Interface.

Interface: Indica a interface de rede que deve ser utilizada para alcançar o próximo roteador.

Métrica: A métrica indica o custo relativo da utilização da rota para alcançar o destino. Uma métrica típica

são os saltos, ou o número de roteadores a serem atravessados para se alcançar o destino. Se existirem diversos roteadores com o mesmo destino, o roteador com a métrica mais baixa é o melhor roteador.

Protocolo: O protocolo indica como a rota foi descoberta.

O Comando Route

no Windows

Para exibir todo o conteúdo da tabela de roteamento IP, digite:

route print

Para exibir as rotas na tabela de roteamento IP que começam com 10., digite:

route print 10.*

Para adicionar uma rota padrão com o endereço de gateway padrão de 192.168.12.1, digite:

route a dd 0 .0 .0 .0 m as k 0 .0 .0 .0 1 9 2 . 1 6 8 . 1 2 . 1

Para adicionar uma rota ao destino 10.41.0.0 com a máscara de sub-rede de 255.255.0.0 e o endereço do próximo salto de 10.27.0.1, digite:

route a dd 1 0 . 4 1 . 0 .0 m as k 2 5 5 . 2 5 5 . 0 . 0 1 0 . 2 7 . 0 . 1

Para adicionar uma rota persistente ao destino 10.41.0.0 com a máscara de sub-rede de 255.255.0.0 e o endereço do próximo salto de 10.27.0.1, digite:

O Comando Route

no Windows

(cont.)

Para adicionar uma rota ao destino 10.41.0.0 com a máscara de sub-rede de 255.255.0.0, o

endereço do próximo salto de 10.27.0.1 e a métrica de custo de 7, digite:

route a dd 1 0 . 4 1 . 0 . 0 m as k 2 5 5 . 2 5 5 . 0 . 0 1 0 . 2 7 . 0 . 1 metric 7

Para adicionar uma rota ao destino 10.41.0.0 com a máscara de sub-rede de 255.255.0.0, o endereço do próximo salto de 10.27.0.1 e o índice de interface 0x3, digite:

route a dd 1 0 . 4 1 . 0 . 0 m as k 2 5 5 . 2 5 5 . 0 . 0 1 0 . 2 7 . 0 . 1 if 0 x 3

Para excluir a rota para o destino 10.41.0.0 com a máscara de sub-rede de 255.255.0.0, digite:

route delete 1 0 . 4 1 . 0 . 0 m as k 2 5 5 . 2 5 5 . 0 . 0

Para excluir todas as rotas na tabela de roteamento IP que começam com 10., digite:

route delete 10.*

Para alterar de 10.27.0.1 para 10.27.0.25 o endereço do próximo salto da rota com o destino de 10.41.0.0 e a máscara de sub-rede de 255.255.0.0, digite:

route c h a n ge 1 0 . 4 1 . 0 . 0 m as k 2 5 5 . 2 5 5 . 0 . 0 1 0 . 2 7 . 0 . 2 5

O Comando Route no Unix

SINOPSE

route [-v] add [-net|-host] Alvo [netmask Nm] [gw Gw] [metric N] [mss M] [window W] [irtt I] [reject] [mod] [dyn] [reinstate] [[dev]

If]

route [-v] del [-net|-host] Alvo [gw Gw] [netmask Nm] [metric N] [[dev] If]

route [-V] [--version] [-h] [--help]

O Comando Route

no Unix

Analisando esta tabela de rotas de um simples host na rede, vemos que todo pacote endereçado à rede 192.168.175.0 (Destino) não precisa passar por nenhum roteador (0.0.0.0) e deve sair pela interface eth0. Ou seja, esta é a rede em que a interface eth0 está diretamente conectada. Pacotes endereçados para qualquer outro destino (0.0.0.0), devem sair pela eth0 e ir para o roteador 192.168.175.2. Dizemos que este roteador é o gateway, e que esta é a rota padrão. Este fato também pode ser observado pela letra G na coluna Opções. A letra U (up) significa que a rota foi configurada corretamente.

# netstat -r

Kernel IP routing table

Destination Gateway Genmask Flags MSS Window irtt Iface

10.20.191.0 * 255.255.255.128 U 0 0 0 bond0

172.22.13.0 * 255.255.255.0 U 0 0 0 eth9

169.254.0.0 * 255.255.0.0 U 0 0 0 eth9

default 10.20.191.1 0.0.0.0 UG 0 0 0 bond0

O Comando Route

no Unix

(cont.)

A segunda coluna, gatew ay, mostra o gateway para o qual é feito o roteamento dos

pacotes de entrada. Se nenhum gateway for usado, será exibido apenas um asterisco (*).

A terceira coluna, Genmask, mostra a “generalidade” da rota, ou seja, a máscara de rede

dessa rota.

A quarta coluna, Flags, exibe os seguintes indicadores que descrevem a rota:

G significa que a rota usa um gateway.

U significa que a interface a ser usada está ‘up’ (ativa e disponível).

H significa que um apenas um host pode ser alcançado através da rota. Por exemplo, é o caso

da entrada de loopback 127.0.0.1.

D significa que a rota foi criada de modo dinâmico

.

! significa que a rota foi rejeitada e os dados serão perdidos.

As três colunas a seguir mostram os parâmetros MSS, Window e irtt que serão aplicados às conexões TCP estabelecidas por meio dessa rota.

MSS corresponde a Maximum Segment Size – o tamanho do maior datagrama a ser transmitido pela rota em questão.

Window é o volume máximo de dados que o sistema aceitará em um único pico de um host remoto

dessa rota.

irtt significa Initial Round Trip Time.

2. Adicionar uma rota manual rr nte:

r ou te add -net 1 0 . 2 . 0 . 0 netltosk 255.255. 0. 0 der et h 2

" p‹xfe ser on 5 xto se esta for a ú5 ina opçâo da linha de conaró0, cono r›es1e caso. Is1o adcona una para a rede L0.2.0.OL6 (:e\a e M. O'

2. Adicionar uma rota psd r6o: r nute ndfifiefuulty 172.lG.2.l

úupon:lo que o en:Mereço do gale ay seja 172. L6.e. L e mts1a una tola Zelinda para es1eGateway. 3. Reizxiver uma rota manualxente:

r ou te üeí -net 1 0 . 2 . 0 . 0 netltosk 255.255. 0. 0et h 2

Renove a iola que cool quranos anlerorneMe para a redeLO.2.0.0

4. Reizxiver a rota pad râ o:

P‹xle ser necessàro renovar una iola padrâo, de torna que una máquina só tenha una iola padrâo únca! Pode cx:orrer de, por DH5 P, o s ts1ena definir nais de una iola padrâo na inc aJizaçâo. Entâo, para renovar a qtx' nâo se aplca,fazemos:

r ou te dei -net 0. 0. 0. 0ethQ

Nes1e caso, a iola padrâo que q u e r i a m remover es1ava naecho.

Exercício 1



Estabelecer a tabela de rotas dos roteadores

Exercício 2



Estabelecer a tabela de rotas dos roteadores da

NAT –Network Address Translation



O problema de

esgotar endereços IP

não é um

problema teórico que pode ocorrer em um futuro

distante, ele está acontecendo aqui e agora:



 

Grande núm ero de m áquinas nas em presas ligadas 24 horas;

Aumento do número usuários de ADSL;

Má distribuição dos endereços IP no início da Internet;



Solução:

 

Migração para o Ipv6 (128 bits de endereçamento) NAT [RFC 2663; RFC 3022]

NAT –Network Address Translation



A idéia é

atribuir apenas 1(um ) IP válido

às

empresas para tráfego na Internet;



Dentro da empresa, todo computador obtém um

endereço IP exlusivo, usado para roteamento do

tráfego interno

;



Porém, quando um pacote sai da empresa e vai

NAT –Network Address Translation

datagramas com origem ou destino nesta rede possuem endereço

10.0.0/24 para origem, destino (usualmente) 10.0.0.1 10.0.0.2 10.0.0.3 10.0.0.4 138.76.29.7 rede local

(ex.: rede doméstica) 10.0.0/24



Operação do NAT:

restante da Internet

todos os datagram as que saem da

rede local possuem o mesmo e único endereço IP do NAT de origem :

diferentes de 138.76.29.7, núm eros

NAT –Network Address Translation

10.0.0.0 - 10.255.255.255/8 (16.777.216 hosts) 172.16.0.0 - 172.31.255.255/12 (1.048.576 hosts) 192.168.0.0 - 192.168.255.255/16 (65.536 hosts)



Para tornar esse esquema possível,

três intervalos

de endereços IP

foram declarados como privativos:

  



As empresas podem utilizá-los internamente como

desejarem:

 A única regra é que nenhum pacote contendo esses

NAT –Network Address Translation



Implementação:

o roteador NAT deve:

 Datagramas que saem: substituir (endereço IP de

origem, porta #) de cada datagrama para (endereço IP do NAT, nova porta #) . . . clientes/servidores remotos responderão usando (endereço IP do NAT, nova porta #) como endereço de destino.

 Lembrar (na tabela de tradução do NAT) cada

(endereço IP de origem,

(endereço IP do NAT, nova porta #) para o par de tradução porta #).

 Datagramas que chegam: substituir (endereço IP do

NAT, nova porta #) nos campos de destino de cada datagrama pelos correspondentes (endereço IP de origem, porta #) armazenados da tabela NAT

NAT –Network Address

Translation

2: roteador NAT

substitui end. origem do datagram de 10.0.0.1, 3345 para 138.76.29.7, 5001, atualiza a tabela 3: resposta chega endereço de destino: 138.76.29.7, 5001

Prof. Leonardo Barreto Campos

1: hospedeiro 10.0.0.1 envia datagrama

NAT –Network Address Translation



Campo número de porta com 16 bits:

 60.000 conexões simultâneas com um único endereço de

LAN 

NAT é controverso:

   

Roteadores deveriam processar somente até a camada 3 Violação do argumento fim-a-fim

A possilidade de NAT deve ser levada em conta pelos desenvolvedores de aplicações, ex., aplicações P2P

ICMP –Internet Control Message

Protocol



O ICMP,

especificado no RFC 792,

é usado por

hospedeiros

e

roteadores

para

comunicar

informações de camada de rede entre si;



A

utilização

m as

com um

do

ICMP é

para

comunicação de erros

:





Em algum ponto, um roteador não conseguiu descobrir um caminho para o hospedeiro especificado em usa aplicação (HTTP, por exemplo)

Mensagens ICMP têm um campo de tipo e um campo de código;

ICMP –Internet Control Message

Protocol



Além, disso contém o cabeçalho e os primeiros 8

bytes do datagrama IP que causou a criação da

mensagem ICMP em primeiro lugar, veja:

ICMP –Internet Control Message

Protocol

ICMP –Internet Control Message

Protocol



Exem plo:





O program a ping, envia um a m ensagem ICMP do tipo 8 código 0 para o hospedeiro específico;

O hospedeiro de destino, ao ver a solicitação de echo, devolve uma resposta eco ICMP do tipo 0 código 0

IPv6



Motivação inicial:

o espaço de endereços de 32 bits

está próximo de ser completamente alocado



Motivação adicional:

 Melhorar o form ato do header para permitir m aior

velocidade de processamento e de transmissão

 Mudanças no header para incorporar m ecanism os de

controle de QoS



Formato do datagrama Ipv6 [RFC 2460]:

 

Cabeçalho fixo de 40 bytes Não é permitida fragmentação

IPv6

IPv6

 Considerações:      

Priority: permitir definir prioridades diferenciadas para vários fluxos de informação

Flow label: identifica datagramas do mesmo “fluxo.” (conceito

de “fluxo” não é bem definido).

Next header: identifica o protocolo da camada superior ou um

header auxiliar

checksum : removido inteiram ente para reduzir o tempo de

processamento em cada salto

Options: são permitidas, mas são alocadas em cabeçalhos

suplementares, indicados pelo campo “Next header”

IPv6

         

Aceita bilhões de hosts

Reduz o tamanho das tabelas de roteamento

Possibilita que o pacote seja processado com mais rapidez Oferece mais segurança (autenticação e privacidade)

Tipo de serviço (tempo real, por exemplo)

Funções de gerenciamento de grupos multicast

Nem todos os roteadores poderão ser atualizados simultaneamente

Não haverá um dia da vacinação

Com o a rede irá operar com roteadores m istos de IPv4 e IPv6?

Tunelamento: IPv6 transportado dentro de pacotes IPv4

IPv6