Camada rede

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CAMADA
DE
REDE
SISTEMAS PARA INTERNET
Prof. Esp. Gedson Rios
gedsonrios@gmail.com
A Camada de Rede da Internet
Funções na camada de rede do hospedeiro e roteador:
tabela de
repasse
prots. roteamento
• seleção caminho
• RIP, OSPF, BGP
protocolo IP
• convs. de endereçamento
• formato de datagrama
• convs. manuseio de pacote
protocolo ICMP
• informe de erro
• “sinalização” do roteador
Camada de transporte: TCP, UDP
Camada de enlace
Camada física
Camada
de rede

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Formato do datagrama IP
Tipo de serviçoVersão Tamanho totalTC
Identificação Deslocamento do fragmento
ProtocoloTempo de vida Checksum do cabeçalho
Endereço IP de origem
Endereço IP de destino
0 8 16 247 15 23 31
Flags
Opções Complemento
Dados
Datagrama IP (cont.)
¨ Vers (4 bits):
¤ versão do protocolo IP
(IPv4)
¨ Hlen (4 bits):
¤ Tamanho do cabeçalho em
palavras de 32 bits (min=5)
¨ Tos (8 bits): tipo do serviço e
qualidade desejada
¤ Precedence: prioridade
¤ D: menor retardo
¤ T: maior vazão
¤ R: maior confiabilidade
Payload lenghtTOS
Flags + Offset
TTL Protocol Checksum
IP source address
IP destination address
Ver hlen
Fragment ID
0
Precedence D T R Unused
1 2 3 4 5 6 7
• Comprimento total (16 bits):
– Tamanho em bytes do
datagrama
– 216 = 65535 bytes (inclui
cabeçalho)
• Identificação (16 bits):
– Nro. de seqüência que
identifica de forma não
ambígua um datagrama
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Datagrama IP (cont.)
¨ Flags (3 bits):
¤ Apenas dois são
empregados
¤ bit More
¤ bit Don’t fragment
¨ Deslocamento (offset)(13 bits)
¤ Posição dos dados dentro do
fragmento em relação ao
datagrama original
¤ Indicado em unidades de 8
bytes
Payload lenghtTOS
Flags + Offset
TTL Protocol Checksum
IP source address
IP destination address
Ver hlen
Fragment ID
Redes de Computadores 5
Datagrama IP (cont.)
¨ Time to live (8 bits)
¤ Número máximo de
roteadores que um
datagrama pode passar
¨ Protocolo (8 bits)
¤ Indicação do protocolo do
nível superior
n e.g.; 1=ICMP; 6=TCP;
17=UDP
¨ Checksum (16 bits)
¤ Soma em complemento de
1 ’s do cabeçalho
¤ Verificado e recalculado a
cada roteador
Payload lenghtTOS
Flags + Offset
TTL Protocol Checksum
IP source address
IP destination address
Ver hlen
Fragment ID
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Datagrama IP (cont.)
¨ Endereço fonte (32 bits)
¨ Endereço destino (32 bits)
¨ Opções (variável)
¤ Informações adicionais para
roteamento e segurança
¨ Padding (variável)
¤ Bytes adicionais inseridos
para deixar cabeçalho
múltiplo de 32 bits
¨ Dados (variável)
¤ Múltiplo de 8 bits (byte)
Payload lenghtTOS
Flags + Offset
TTL Protocol Checksum
IP source address
IP destination address
Ver hlen
Fragment ID
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Fragmentação e reconstrução do IP
¨ enlaces de rede têm MTU (tamanho
máx. transferência) – maior quadro
em nível de enlace possível.
¤ diferentes tipos de enlace,
diferentes MTUs
¨ grande datagrama IP dividido
(“fragmentado”) dentro da rede
¤ um datagrama torna-se vários
datagramas
¤ “reconstruído” somente no destino
final
¤ bits de cabeçalho IP usados para
identificar, ordenar fragmentos
relacionados

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Endereçamento IP: introdução
¨ endereço IP: identificador
de 32 bits para interface
de hospedeiro e roteador
¨ interface: conexão entre
hospedeiro/ roteador e
enlace físico
¤ roteadores normalmente
têm várias interfaces
¤ hospedeiro normalmente
tem uma interface
¤ endereços IP associados a
cada interface
223.1.1.1
223.1.1.2
223.1.1.3
223.1.1.4 223.1.2.9
223.1.2.2
223.1.2.1
223.1.3.2223.1.3.1
223.1.3.27
223.1.1.1 = 11011111 00000001 00000001 00000001
223 1 11
Endereçamento IP: FORMATO
1
0 8 16 247 15 23 31
0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 00 00 0 0 0 100 1 01
146 164 2 70

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Endereçamento IP
¨ Representado como 4 números decimais (um por byte)
¤ 192.168.20.5
¨ Dividido em duas partes:
¤ Prefixo: endereço de rede (administrado globalmente)
n Identifica de forma única e individual cada rede
¤ Sufixo: endereço de hosts (administrado localmente)
n Identifica de forma única e individual cada dispositivo de uma
rede
¨ Propriedades:
¤ O endereço IP é único
¤ Embute informações sobre roteamento
Endereço IP
¨ Endereços são associados a interfaces de redes, não a máquinas
¤ Uma interface de rede pode possuir mais de um endereço IP
n Aliases ou interface virtual

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Sub-redes
¨ endereço IP:
¤ parte da sub-rede (bits de alta
ordem)
¤ parte do host (bits de baixa
ordem)
¨ O que é uma sub-rede?
¤ Uma sub-rede é uma divisão de
uma rede de computadores. A
divisão de uma rede grande em
redes menores resulta num tráfego
de rede reduzido, administração
simplificada e melhor performance
de rede.
¤ dispositivo se conecta à mesma
parte da sub- rede do
endereço IP
¤ pode alcançar um ao outro
fisicamente sem roteador
intermediário
223.1.1.1
223.1.1.2
223.1.1.3
223.1.1.4 223.1.2.9
223.1.2.2
223.1.2.1
223.1.3.2223.1.3.1
223.1.3.27
rede consistindo em 3 sub-redes
sub-rede
Classes de endereços IP
rede0
1 7 24
host
10
2 14 16
hostrede
110
3 21 8
hostrede
7 6 5 4 3 2 1 0 7 6 5 4 3 2 1 0 7 6 5 4 3 2 1 0
32 bits
7 6 5 4 3 2 1 0
Classe A
Classe B
Classe C
Cada uma com
16777216 hosts
128 redes
0.0.0.0 a 127.0.0.0
16384 redes
128.0.0.0 a 191.255.0.0
2097152 redes
192.0.0.0 a 223.255.255.0
Cada uma com
65536 hosts
Cada uma com
256 hosts
1110
4 28
Endereço de multicastClasse D
224.0.0.0 a 239.255.255.255
Endereços
especiais!!!

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Classes de endereços IP
Classes de endereços IP

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Classes de endereços IP
Número de redes e
hosts por classe

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Intervalos de endereços
por classe
Endereços Especiais
¨ Endereço de rede: zeros no sufixo
¤ Classe B: 172.31.0.0
¨ Endereço de broadcast direto: 1’s no sufixo
¤ Classe B: 172.31.255.255
¨ Endereço de broadcast: 1’s no prefixo e no sufixo
¤ ÌP: 255.255.255.255
¨ Rota padrão (default) ou este computador
¤ IP: 0.0.0.0
¨ Loopback: endereço de classe A (127.0.0.0)
¤ Convencionado 127.0.0.1
NUNCA devem
ser atribuídos a
interfaces de
equipamentos
Na prática:
2n – 2
(n= nro de bits sufixo)

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Endereço privado
¨ Conjunto de endereços que podem ser usados por qualquer
organização
¤ Também denominados de não roteáveis ou falsos
¨ Constatação: nem toda máquina precisa ter endereço IP válido
¤ Endereços IP especiais reservados para redes não conectadas (RFC
1918)
Classe
Inicial
Final
#hosts*
A
10.0.0.0/8
10.255.255.255/8
16.777.216
B
172.16.0.0/12
172.31.255.255/12
1.048.576
C
192.168.0.0/16
192.168.255.255/16
65.536
* descontar os endereços especiais
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MASCARA DE SUB-REDE

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MASCARA DE SUB-REDE: CALCULO
SUB-REDES: (SUBNETTING)

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SUB-REDES: (SUBNETTING)
SUB-REDES: DEFINIÇÃO MAIS TÉCNICA

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SUB-REDES: (SUBNETTING)
Sub-redes de Classe C
Dado o endereço IP 192.168.10.30 com a máscara
255.255.255.248
Responda:
• Este endereço IP está em uma subrede? ______
SUB-REDES: (SUBNETTING)
SUB – REDES CLASSE C
Suponha a máscara 255.255.255.192 aplicada à um endereço Classe C:
1) Quantas sub-redes esta máscara pode gerar?
2) Quantos hosts por sub-rede esta máscara pode gerar?
3) Quais são as sub-redes produzidas?
4) Qual o intervalo de hosts para a primeira sub-rede?
Pelo método binário:
255.255.255.192 = 11111111.11111111.11111111.11000000
1) R: Temos 2 bits sendo usados para a criação de subredes. 2^2=4 subredes
possíveis
2) R: Temos 6 bits para a alocação de hosts. 2^6-2=62 hosts por sub-rede
3) R: 00, 01, 10 e 11 (x.x.x.0, x.x.x.64, x.x.x.128 e x.x.x.192)
4) R: Tudo o que for compreendido entre o endereço de rede (tudo zero na porção de
hosts)
E o endereço de broadcast (tudo “1” na porção de hosts). Desta forma, temos:
• 00 000000 = 0 (rede)
• 00 111111 = 63 (broadcast)
• Intervalo de hosts: x.x.x.1 a x.x.x.62

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SUB-REDES: (SUBNETTING)
Poxa, não tem um jeito mais fácil?
Podemos fazer de cabeça!
Dados o endereço e máscara de rede abaixo, determine à que sub-rede o mesmo
pertence, qual o intervalo válido de hosts e qual o endereço de broadcast.
192.168.10.33 = Endereço de rede
255.255.255.224 = Máscara de rede
Técnica: Paga-se o último octeto diferente de 0 na máscara dada (no nosso exemplo,
seria 224) e subtraia o valor de 256: 256-224=32. O valor encontrado é o intervalo com
que as subredes ocorrem, começando no zero.
Assim, temos as subredes:
192.168.10.0 192.168.10.32 192.168.10.64 192.168.10.96
192.168.10.128 192.168.10.160 192.168.10.192 192.168.10.224
O endereço IP dado (192.168.10.33) se encaixa na subrede 32 (192.168.10.32, então, seria o
endereço de subrede, e não pode ser usado por um host).
Agora, para encontrar o broadcast, aceite que ele sempre será o último endereço IP antes da
próxima subrede. No caso, será 192.168.10.63. Fácil?
SUB-REDES: (SUBNETTING)
Sub-redes de Classe C
Dado o endereço IP 192.168.10.30 com a máscara
255.255.255.248
Responda:
1) Quantas sub-redes esta máscara pode gerar?
2) Quantos hosts por sub-rede esta máscara pode gerar?
3) Quais são as sub-redes produzidas?
4) Qual o intervalo de hosts para a primeira sub-rede?

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Exercícios
DÚVIDAS / SUGESTÕES

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