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Tcpip

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Protocolo TCPIP

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Tcpip

  1. 1. REDES DE COMPUTADORES PARTE 1 ARQUITETURA TCP/IP Telvio Martins de Mello UNESA – Universidade Estácio de Sá [email_address]
  2. 2. HISTÓRICO DA INTERNET <ul><li>Década de 60 </li></ul><ul><li>Guerra Fria. </li></ul><ul><li>Necessidade de uma rede que sobrevivesse à um ataque nuclear. </li></ul><ul><li>Primeira proposta – Paul Baran (1962 – Rand Corporation). </li></ul><ul><li>Memorando intitulado On Distributed Communications: Introduction to Distributed Communications Network . </li></ul>
  3. 3. HISTÓRICO DA INTERNET <ul><li>Década de 60 </li></ul><ul><li>O departamento de defesa dos EUA (DoD) através da Advanced Research Projects Agency, cria uma rede experimental chamada ARPANET, em 1969. </li></ul><ul><li>Seu principal objetivo era prover um ambiente de testes para novas tecnologias de redes que estavam surgindo. </li></ul><ul><li>A ARPANET originalmente interligava quatro universidades, permitindo aos cientistas compartilhar informações e recursos computacionais através da rede. </li></ul><ul><li>Stanford Research Institute – University of Utah – University of California (Los Angeles) – University of California (Santa Barbara). </li></ul>
  4. 4. HISTÓRICO DA INTERNET <ul><li>Décadas de 60 – 70 </li></ul><ul><li>1969 – Ken Thompson desenvolve o UNIX (Bell Labs). </li></ul><ul><li>Dennis Richie e Brian Kerninghan criam a linguagem C. </li></ul><ul><li>1972 – Início da formação da Internet. </li></ul><ul><li>Ray Thomlinson cria o sistema de correio eletrônico. </li></ul><ul><li>Vinton Cerf e Robert Khan inventam o protocolo TCP. </li></ul>
  5. 5. HISTÓRICO DA INTERNET <ul><li>Década de 70 </li></ul><ul><li>1972 – O National Center for Supercomputing Aplications (NCSA) desenvolve a aplicação telnet para acesso remoto, tornando mais simples a utilização de outros computadores conectados a rede. </li></ul><ul><li>1973 – O ftp (file transfer protocol) é introduzido, padronizando a transferência de arquivos entre computadores. </li></ul><ul><li>A ARPANET nesta altura já possuía em torno de 37 hosts conectados, e nesta época surgem as primeiras conexões internacionais ligando a Inglaterra e Noruega. </li></ul>
  6. 6. HISTÓRICO DA INTERNET <ul><li>Década de 80 </li></ul><ul><li>A família de protocolos TCP/IP torna-se o único conjunto de protocolos utilizados na ARPANET. </li></ul><ul><li>Esta decisão tem grande influência sobre outras redes, que também adotam o TCP/IP como padrão. </li></ul><ul><li>Surge o termo INTERNET para designar a rede que interliga redes utilizando o protocolo TCP/IP. </li></ul><ul><li>De modo a manter separadas as redes militares e não militares, a ARPRNET é dividida em duas redes: ARPANET e MILNET. </li></ul>
  7. 7. HISTÓRICO DA INTERNET <ul><li>Década de 80 </li></ul><ul><li>No início da década de 80 começam a surgir os primeiros desktops, a maioria utilizando o sistema operacional UNIX de Berkeley, que já incluía suporte à rede . </li></ul><ul><li>A revolução do computador pessoal continua durante toda a década, tornando o acesso a recursos compu-tacionais cada vez mais fáceis para o público em geral. </li></ul><ul><li>1985 – A National Science Foundation (NSF) conecta seis centros de supercomputação dos EUA, dando origem a NSFNET. </li></ul>
  8. 8. HISTÓRICO DA INTERNET <ul><li>Década de 80 </li></ul><ul><li>Para fomentar o uso da internet a NSF apoiou o desenvolvimento de redes regionais, que depois eram conectadas ao backbone da NSFNET. </li></ul><ul><li>Também auxiliava instituições, como universi-dades, a se conectarem a suas redes regionais. </li></ul><ul><li>1987 – A NSF financia pesquisa para desenvol-vimento de tecnologias de rede mais rápidas. </li></ul>
  9. 9. HISTÓRICO DA INTERNET <ul><li>Década de 90 </li></ul><ul><li>1990 – A ARPANET é desativada. </li></ul><ul><li>1991 – O Gopher é desenvolvido na Universidade de Minnesota. </li></ul><ul><li>1993 – Surge a World Wide Web (WWW), desenvolvida no CERN por Tim Berners-Lee. </li></ul><ul><li>O WWW utiliza o hipertext transfer protocol (HTTP) e links (URL), mudando definitivamente a forma de organização, apresentação e acesso da informação na Internet. </li></ul>
  10. 10. HISTÓRICO DA INTERNET <ul><li>Década de 90 </li></ul><ul><li>1993 – O backbone da NSFNET já consegue transmitir 45 milhões de bits por segundo, cerca de 1400 páginas de texto por segundo. </li></ul><ul><li>1993 – É criada a InterNIC, responsável entre outras tarefas por administrar os domínios e a distribuição de endereços IP. </li></ul><ul><li>1994 – Surgem os navegadores gráficos para a WWW (Mosaic e Netscape). </li></ul>
  11. 11. HISTÓRICO DA INTERNET <ul><li>Década de 90 </li></ul><ul><li>1995 – O backbone da NSFNET é desativado, passando a ser administrado por diversas empresas. </li></ul><ul><li>Surgem cada vez mais novas aplicações multimídia, teleconferências, etc. </li></ul><ul><li>O TCP/IP mostra-se extremamente versátil, adaptando-se às novas tecnologias, corrigindo problemas decorrentes da sua própria arquitetura e atendendo às necessidades das novas aplicações. </li></ul>
  12. 12. ORGANIZAÇÃO DA INTERNET <ul><li>A Internet não é controlada de forma central por nenhuma pessoa ou organização. </li></ul><ul><li>A organização da internet é feita a partir dos administradores das redes que a compõem e dos próprios usuários. </li></ul><ul><li>Orgãos responsáveis na Internet: </li></ul><ul><ul><li>The Internet Society – organização não governamen-tal cujo objetivo é a coordenação geral das tecnolo-gias e aplicações. </li></ul></ul><ul><ul><li>The Internet Architeture Board (IAB) – orgão que coordena a política da estrutura do funcionamento da Internet. </li></ul></ul>
  13. 13. ATRIBUIÇÕES DO IAB <ul><li>Padronização dos protocolos da Internet. </li></ul><ul><li>Gerência da publicação das RFCs (Request For Comments). </li></ul><ul><li>O desenvolvimento do planejamento estratégico da Internet. </li></ul><ul><li>Coordenação das operações da IETF e IRTF: </li></ul><ul><ul><li>IETF (Internet Engeneering Task Force) – respon-sável pelo desenvolvimento de padrões para o funcionamento da Internet. </li></ul></ul><ul><ul><li>IRTF (Internet Research Task Force) – orgão responsável pelo desenvolvimento de pesquisas de longo prazo na Internet. </li></ul></ul>
  14. 14. <ul><li>Request For Coments. </li></ul><ul><li>Conjunto informal de artigos, onde se encontra a maior parte das informações sobre a Internet (arquitetura, protocolos, etc.). </li></ul><ul><li>Inúmeros sites na Internet colocam a disposição esse conjunto de informações. </li></ul><ul><li>Geralmente são escritas por usuários e especialistas. </li></ul><ul><li>Um documento se torna uma RFC somente após passar por um processo de análise e revisão. </li></ul>RFC
  15. 15. PROTOCOLOS TCP/IP <ul><li>O TCP/IP é um conjunto de protocolos, sendo os protocolos TCP e IP os mais importantes. </li></ul><ul><li>Protocolos da suíte TCP/IP: </li></ul><ul><ul><li>TCP Trasmission Control Protocol </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Protocolo orientado à conexão. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Fornece transporte confiável, full-duplex, de um conjunto de bytes para um processo do usuário. </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>UDP User Datagram Protocol </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Protocolo sem conexão. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Não há garantias que os datagramas UDP alcancem o seu destino. </li></ul></ul></ul>
  16. 16. PROTOCOLOS TCP/IP <ul><ul><li>IP Internet Protocol </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Entrega de pacotes para os serviços TCP, UDP e ICMP. </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>ICMP Internet Control Message Protocol </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Tratamento de erros e controle de informações entre gateways e hosts. </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>ARP Adress Resolution Protocol </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Mapeia um endereço IP em um endereço de hardware. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Não é utilizado em todas as redes </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>RARP Reverse Adress Resolution Protocol </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Mapeia um endereço de hardware em um endereço IP. </li></ul></ul></ul>
  17. 17. PROTOCOLOS TCP/IP <ul><ul><li>SLIP Serial Line Internet Protocol </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Utilizado para conexões seriais ponto-a-ponto. </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>PPP Point-to-Point Protocol </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Realiza o transporte de datagramas multi-protocolo através de links ponto-a-ponto. </li></ul></ul></ul>
  18. 18. PROTOCOLOS TCP/IP
  19. 19. <ul><li>Formado por 2 partes: </li></ul><ul><ul><li>Network (rede) </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Identifica um único segmento lógico </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Host (estação) </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Identifica uma porta de uma estação da rede </li></ul></ul></ul><ul><li>Cada estação da rede deve possuir um único endereço IP para cada porta conectada na rede. </li></ul>TCP/IP: ENDEREÇAMENTO
  20. 20. TCP/IP: ENDEREÇAMENTO 1º Octeto 8 bits 2º Octeto 8 bits 3º Octeto 8 bits 4º Octeto 8 bits 32 bits Network e Host <ul><li>O endereço IP é constituído por 32 bits, divididos em 4 octetos, conforme mostrado acima . </li></ul><ul><li>O valor máximo de um octeto é 255 (decimal) e seu valor mínimo é zero </li></ul>
  21. 21. TCP/IP: ENDEREÇAMENTO <ul><li>Os endereços IP foram divididos em classes, onde cada classe identifica que octetos são usados para determinar o endereço da rede ou o endereço do host (porta) </li></ul>
  22. 22. TCP/IP: ENDEREÇAMENTO
  23. 23. TCP/IP: ENDEREÇAMENTO <ul><li>Como reconhecer um endereço IP (first octet rule) </li></ul>CLASSE BITS MAIS SIGNIFICATIVOS VALOR EM DECIMAL A 0 1-126 B 10 128-191 C 110 192-223 D 1110 224-239 E 1111 240-255
  24. 24. TCP/IP: ENDEREÇAMENTO CLASSES NÚMERO DE REDES NÚMERO DE HOSTS POR REDE INTERVALO NETWORK ID A 126 16.777.214 1 - 126 B 16.384 65.534 128 - 191 C 2.097.152 254 192 - 223
  25. 25. TCP/IP: ENDEREÇAMENTO <ul><li>Na Internet, os endereços IP são fornecidos pelo INTERNIC. </li></ul><ul><li>Os endereços fornecidos pelo INTERNIC são chamados de ENDEREÇOS VÁLIDOS. </li></ul><ul><li>A RFC 1918 define uma faixa de endereços que podem ser usados em redes privadas TCP/IP, ou seja, estes endereços não são usados na INTERNET. </li></ul><ul><li>Estes endereços são chamados de ENDEREÇOS RESERVADOS. </li></ul>
  26. 26. TCP/IP: ENDEREÇAMENTO <ul><li>O endereço 127.0.0.1 é usado como loopback (aponta para o próprio host). </li></ul><ul><li>Toda a classe de endereços 127.0.0.0 é reservada para loopback. </li></ul><ul><li>Um host que possui duas ou mais portas conectadas em uma ou mais redes é um MULTI-HOMED host. </li></ul><ul><li>A RFC 1166 define todos os endereços IP disponíveis para uso. </li></ul>
  27. 27. TCP/IP: ENDEREÇAMENTO <ul><li>Endereços especiais </li></ul>
  28. 28. TCP/IP: MÁSCARA DE REDE
  29. 29. TCP/IP: MÁSCARA DE REDE CLASSE MÁSCARA A B C 255.0.0.0 255.255.0.0 255.255.255.0 <ul><li>É através da máscara de rede que conseguimos determinar que bits do endereço de um host estão sendo usados para rede . </li></ul><ul><li>Por default temos os seguintes valores para máscara de rede: </li></ul>
  30. 30. TCP/IP: SUB-REDE IP <ul><li>Através do conceito de sub-rede (subnetting) podemos utilizar bits destinados a hosts como bits de definição de rede. </li></ul><ul><li>Esta técnica permite um melhor aproveitamento dos endereços disponíveis para uma rede, evitando o desperdício de endereços. </li></ul>
  31. 31. TCP/IP: SUB-REDE IP <ul><li>A máscara de sub-rede segue o seguinte formato: </li></ul><ul><ul><li>valor ”1” para bits de rede . </li></ul></ul><ul><ul><li>valor ”1” para bits de sub-rede </li></ul></ul><ul><ul><li>valor ”  ” para bits de host </li></ul></ul>
  32. 32. TCP/IP: SUB-REDE IP 1 0 0 0 0 0 0 0 = 128 1 1 0 0 0 0 0 0 = 192 1 1 1 0 0 0 0 0 = 224 1 1 1 1 0 0 0 0 = 240 1 1 1 1 1 0 0 0 = 248 1 1 1 1 1 1 0 0 = 252 1 1 1 1 1 1 1 0 = 254 1 1 1 1 1 1 1 1 = 255 <ul><li>Os possíveis valores para um octeto de uma máscara de sub-rede são: </li></ul>
  33. 33. TCP/IP: SUB-REDE IP <ul><li>O endereço da rede é obtido colocando-se o bit “  ” em todos os bits de host . </li></ul><ul><li>Toda rede possui um endereço de broadcast que é obtido colocando-se “1” em todos os seus bits de host . </li></ul>
  34. 34. TCP/IP: SUB-REDE IP <ul><li>Para uma determinada máscara de sub-rede temos: </li></ul><ul><li>nº de sub-redes = 2 n - 2 </li></ul><ul><li>onde n é o número de bits reservados para sub-rede </li></ul><ul><li>nº de hosts = 2 n - 2 </li></ul><ul><li>onde n é o número de bits reservados para host </li></ul><ul><li>Obs.: O (-2) para cada sub-rede da fórmula aparece devido a retirada obrigatória do endereço da rede (todos os bits de host zerados), e do endereço de broadcast (todos os bits de host iguais a “1”). </li></ul>
  35. 35. TCP/IP: SUB-REDE IP <ul><li>Por exemplo, a máscara de rede Classe A (255.0.0.0) diz que todos os 8 bits do 1° octeto são usados para rede. </li></ul><ul><li>Em binário fica: </li></ul><ul><li>11111111.00000000.00000000.00000000 </li></ul>
  36. 36. TCP/IP: SUB-REDE IP <ul><li>O endereço de rede é obtido com um “and” lógico entre o endereço do host e sua máscara. Ex.: para o endereço 10.2.0.1 </li></ul><ul><li>Como este endereço é um classe A e não está sendo usado o conceito de subnetting a máscara é 255.0.0.0 </li></ul><ul><li>O n° da rede é o seguinte: </li></ul><ul><li>0 0 0 0 1 0 1 0 . 0 0 0 0 0 0 1 0 . 0 0 0 0 0 0 0 0 . 0 0 0 0 0 0 0 1 </li></ul><ul><li>1 1 1 1 1 1 1 1 . 0 0 0 0 0 0 0 0 . 0 0 0 0 0 0 0 0 . 0 0 0 0 0 0 0 0 </li></ul><ul><li>0 0 0 0 1 0 1 0 . 0 0 0 0 0 0 0 0 . 0 0 0 0 0 0 0 0 . 0 0 0 0 0 0 0 0 </li></ul><ul><li>10 0 0 0 </li></ul><ul><li>O endereço da rede é 10.0.0.0 </li></ul>
  37. 37. TCP/IP: BROADCAST <ul><li>Tipos de endereços de broadcast. </li></ul><ul><li>Local broadcast (255.255.255.255) ou broadcast limitado. </li></ul><ul><li>Destinados a todas as estações de toda a rede. </li></ul><ul><li>Não são propagados pelos roteadores. </li></ul>
  38. 38. TCP/IP: BROADCAST <ul><li>Tipos de endereços de broadcast. </li></ul><ul><li>Broadcast direcionado. </li></ul><ul><li>Enviados para todos os nós de uma determinada rede. </li></ul><ul><li>São propagados pelos roteadores. </li></ul><ul><li>Exemplo: 10.2.1.255. </li></ul>
  39. 39. TCP/IP: ENDEREÇOS RESERVADOS REDE CLASSE A HOST 100.2.1.5 01100100 00000010 00000001 00000101 MASK 255.0.0.0 11111111 00000000 00000000 00000000 REDE 100.0.0.0 01100100 00000000 00000000 00000000 BROADCAST 100.255.255.255 01100100 11111111 11111111 11111111
  40. 40. TCP/IP: ENDEREÇOS RESERVADOS REDE CLASSE B HOST 130.20.80.5 10000010 00010100 01010000 00000101 MASK 255.255.0.0 11111111 11111111 00000000 00000000 REDE 130.20.0.0 10000010 00010100 00000000 00000000 BROADCAST 130.20.255.255 10000010 00010100 11111111 11111111
  41. 41. TCP/IP: ENDEREÇOS RESERVADOS REDE CLASSE C HOST 200.10.100.8 11001000 00001010 01100100 00001000 MASK 255.255.255.0 11111111 11111111 00000000 00000000 REDE 200.10.100.0 11001000 00001010 01100100 00000000 BROADCAST 200.10.100.255 11001000 00001010 01100100 11111111
  42. 42. IP – INTERNET PROTOCOL <ul><li>Não orientado à conexão. </li></ul><ul><li>Transferência de dados (datagramas) , através da rede, entre nós intermediários, desde a origem até o destino. </li></ul><ul><li>Rede best-effort, sem garantias. </li></ul><ul><li>Utiliza endereços lógicos (endereços IP), únicos na rede. </li></ul><ul><li>Entrega à camada superior (Transporte) datagramas destinados ao nó local. </li></ul><ul><li>Entrega diretamente à rede datagramas destinados a mesma sub-rede. </li></ul><ul><li>Utiliza-se de um algoritmo de roteamento para enviar datagramas ao próximo GATEWAY do caminho, até o nó de destino. </li></ul>
  43. 43. IPv6 <ul><li>Expansão da capacidade de endereçamento. </li></ul><ul><li>Formato de cabeçalho simplificado. </li></ul><ul><li>Suporte a tráfegos com diferente QoS. </li></ul><ul><li>Suporte IP a futuras tecnologias. </li></ul>4A3F : AE67 : F240 : 56C4 : 3409 : AE52 : 440F : 1403 128 bits

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