Aula 5 - Serviços e protocolos da camada de rede e transporte (1).pptx

Serviços e protocolos da
camada de rede e transporte
Prof. Dely
Lima

Camada de Rede
A camada de rede é responsável por endereçar e
permitir a transferência de dados da origem até
o destino de uma comunicação por meio das
diversas redes que podem existir nesse caminho.

Camada de Rede
Nos modelos de referência definidos para a
comunicação entre equipamentos há uma
camada primordial para o perfeito funcionamento
de comunicações por meios das redes, que é a
camada de rede.

Camada de Rede
Essa camada possui quatro processos básicos
bem definidos:
• Endereçamento
• Encapsulamento
• Roteamento
• Desencapsulamento

Camada de Rede
• Endereçamento: é o processo de definir
endereços para os dispositivos existentes em
uma rede que permite a comunicação de
dados.

Camada de Rede
• Encapsulamento: é o processo de empacotar,
moldar, segmentar o fluxo de dados a ser
transmitido pela rede dentro do PDU (Unidade
de Dados de Protocolo - uma unidade única
de informação transmitida entre entidades
pares de uma rede de computadores) do
protocolo da camada de rede utilizado.

Camada de Rede
• Roteamento: é o processo que consiste na
tarefa de diferenciar estes pacotes montados
no processo de encapsulamento, por meio da
rede de dados.

Camada de Rede
• Desencapsulamento: é o processo de
desempacotar, retirar o conteúdo de dados
constante no pacote recebido e entregar a
camada superior do modelo de referência
OSI(Transporte).

Protocolos
Protocolos implementados para atender as
funções básicas desta camada:
• IPv4
• IPv6
• IPsec
• ICMP
• ARP
• IGMP
• OSPF

IPv4
É o protocolo mais utilizado atualmente, e que
faz a maior rede de comunicação existente
hoje(internet) funcionar e permitir todas as
facilidades de roteamento e endereçamento
necessárias.

IPv4
Uma das grandes característica deste protocolo é
permitir a sua utilização em qualquer tipo de
rede física, permitindo com isso, uma
interoperabilidade perfeita entre as diversas
tecnologias.

Pacote IP
Também chamado de datagrama é a unidade
básica de transferência da camada de rede. É ele
que define o layout dos pacotes a serem
transferidos.
Dois componentes básicos:

Pacote IP
• Cabeçalho: é o conjunto de campos que
definem diversas propriedades do pacote.
• Dados: é o conjunto de dados recebidos da
camada superior para a de rede, no caso, o
segmento da camada de transporte.

Pacote IP
O cabeçalho é composto por diversos campos:
• Versão
• Tamheader: tamanho do cabeçalho 32bits(4
bytes).
• Tipo de Serviço: indicação da qualidade do
serviço(8 bits).
• Tampacote: contém o tamanho do pacote em
quantidade de octetos(bytes). Máximo(65.535
bits)

Pacote IP
•Protocolo: indica para qual protocolo da
camada superior a camada de rede deve
entregar o conteúdo do pacote.
• Checksum do cabeçalho: campo calculado e
checado para cada salto que o pacote passa na
rede.

Pacote IP
•Endereço de origem: (32 bits)
•Endereço de destino: (32 bits)
•Opções de pacote IP: campo opcional, mas
requerido para algumas implementações.
• Preenchimento: é o campo para preencher o
cabeçalho mantendo sempre o alinhamento do
mesmo em 32 bits.

Endereçamento IPv4
As redes encontram-se quase que todas
interligadas e consistem normalmente em uma
quantidade enorme de hosts e equipamentos de
redes. O melhor exemplo desta integração e a
própria internet.

Endereçamento IPv4
32 bits divididos em 4 octetos de 8 bits, mas
sendo representados em formato decimal
chamado notação decimal.

Classes de endereços
IP
Os endereços IPs foram separados por classes
criadas(A, B, C, D e E), acomodando todo os IPs
possíveis.
A B C: Usadas comercialmente na atribuição de
endereços IPs aos dispositivos de uma rede.
D: Endereçamento multicast.
E: para fins experimentais pela IANA.
*IANA: Autoridade para Atribuição de Números
da Internet.

Classes de endereços
IP
A principal função da IANA é a coordenação
global dos sistemas de endereçamento de
Protocolo da Internet, mais conhecidos como
Endereços IP.

IPv6
Com a evolução das redes dos novos dispositivos
móveis das populações de todos os países tendo
á acesso a internet houve a necessidade de
muitos endereços de redes para permitir o
endereçamento de todos esses equipamentos.

IPv6
O endereçamento IPv4 em uso em todas as rede,
não foi projetado para suportar toda essa
necessidade de endereçamento tornando-se esse
um dos principais motivos do desenvolvimento
de outro protocolo.

IPv6
Foi criado o IPv6 com as seguintes
características:
• Maior espaço de endereçamento;
• Mobilidade;
• Segurança;
• Auto configuração.

O pacote IPv6
Também chamado de datagrama é composto por
duas partes: o cabeçalho e os dados. Um das
grandes diferenças entre as versões do protocolo
IP é o cabeçalho do pacote.

O pacote IPv6
Campos do pacote IPv6:
• Versão
• Classe tráfego: indica prioridade deste
pacote.
• Identificador de fluxo: QoS
• Tamanho dos dados: informa o tamanho da
parte de dados do pacote.

O pacote IPv6
Campos do pacote IPv6:
• Próximo Header: aponta o próximo header
do Ipv6.
• Limite de saltos: limita a quantidade de
dispositivos que roteiam os pacotes por onde
este pacote pode passar.
• Endereço de origem;
• Endereço de destino;

Endereçamento IPv6
• A representação do endereço é feita por meio
do agrupamento de 16 em 16 bits separados
por “:”.
• Estes grupos de 16 bits são representados
utilizando a notação hexadecimal sendo que
cada digito hexadecimal representa 4 bits
separados.

Endereçamento IPv6
O endereçamento Ipv6 especifica 3 tipos de
endereços possíveis:
• Unicast;
• Anycast;
• Multicast.

Endereçamento IPv6
Unicast
Endereça apenas uma interface, ou seja, não há
mais de uma interface “respondendo” ao mesmo
endereço.

Endereçamento IPv6
Anycast
Endereço um conjunto de interfaces de múltiplos
dispositivos, mas, um pacote endereçado a um
endereço anycast só será entregue para um dos
elementos deste grupo.

Endereçamento IPv6
Multicast
Endereça um conjunto de interfaces, a grande
diferença é que o pacote endereçado para um
endereço multicast é entregue para todas as
interfaces.

IPsec
O Protocolo IPSec implementa uma forma de
tunelamento na camada da rede (IP) e é parte
das especificações da pilha de protocolos IPV6.
Ele fornece autenticação em nível da rede, a
verificação da integridade de dados e
transmissão com criptografia e chaves fortes de
128 bits. Implementa um alto grau de segurança
na transmissão das informações.

IPsec
O protocolo IPSec dificulta de maneira
permanente uma eventual tentativa de ataque
vindo por parte do “hacker”, tornando muito
dificil fazer um grampo em linhas de
comunicação e obter qualquer informação útil do
trafego da rede.

IPsec – Modo
transporte
Nesse modo apenas o segmento da camada de
transporte é processado, ou seja , autenticado e
criptografado. Nesse caso o cabeçalho IPSec é
inserido logo após do cabeçalho IP. O campo
Protocol do cabeçalho IP é alterado pra indicar
que um cabeçalho IPSec segue o cabeçalho IP
normal.

IPsec – Modo túnel
Nesse modo, todo o pacote IP é autenticado ou
criptografado. No modo túnel, todo o pacote IP,
incluindo o cabeçalho, é encapsulado no corpo de
um novo pacote IP com um cabeçalho IP
completamente novo.

ICMP
É um protocolo que também opera na camada 3
do modelo OSI, porém não é utilizado para a
transmissão de dados, mas sim, como protocolo
de controle, auxiliando o perfeito funcionamento
do protocolo IP.

ICMP
ICMP tem como funcionalidade permitir que
roteadores interligados em redes possam
informar erros ou problemas inesperados
ocorridos durante a transmissão de pacotes.

ARP
A RFC (Request for Comments - são documentos
usados pela comunidade online há mais de 40
anos para definir os padrões da web e
compartilhar informações técnicas) 826
apresenta o protocolo ARP (Address Resolution
Protocol) que implementa uma funcionalidade
que permite aos equipamentos na rede
conseguirem mapear endereços lógico e físico.

IGMP
O Protocolo de Gerenciamento de Grupos da
Internet (IGMP) é um protocolo que permite que
vários dispositivos compartilhem um endereço de
IP para que todos possam receber os mesmos
dados. O IGMP é um protocolo de camada de
rede usado para configurar multicast em redes
que usam o protocolo de internet versão 4
(IPv4). Especificamente, o IGMP permite que os
dispositivos se juntem a um grupo de multicast.

IGMP
Computadores e outros dispositivos conectados a
uma rede usam IGMP quando desejam ingressar
em um grupo multicast. Um roteador que
suporta IGMP escuta transmissões IGMP de
dispositivos para descobrir quais dispositivos
pertencem a quais grupos multicast.

IGMP
O IGMP usa endereços de IP que são reservados
para multicast. Os endereços de IP multicast
estão no intervalo entre 224.0.0.0 e
239.255.255.255. (Em contraste, as redes
anycast podem usar qualquer endereço de IP
normal.) Cada grupo multicast compartilha um
desses endereços de IP. Quando um roteador
recebe uma série de pacotes direcionados ao
endereço de IP compartilhado, ele duplica esses
pacotes, enviando cópias para todos os membros
do grupo multicast.

IGMP
Os grupos multicast IGMP podem mudar a
qualquer momento. Um dispositivo pode enviar
uma mensagem IGMP "ingressar no grupo" ou
"sair do grupo" a qualquer momento.
O IGMP funciona diretamente sobre o protocolo
de internet (IP). Cada pacote IGMP tem um
cabeçalho IGMP e um cabeçalho IP. Assim como
o ICMP, o IGMP não usa um protocolo de camada
de transporte como o TCP ou o UDP.

Camada de Transporte
“A internet tem dois protocolos principais na
camada de transporte, um protocolo sem
conexões e outro orientado a conexões. O
protocolo sem conexões é o UDP. O protocolo
orientado a conexões é o TCP”. (TANENBAUM)

Protocolo UDP (User
Datagram Protocol)
“..o UDP e basicamente o IP com um pequeno
cabeçalho... O UDP oferece um meio para as
aplicações enviarem data gramas IP
encapsulados sem que seja necessário
estabelecer uma conexão. O UDP transmite
segmentos que consistem em um cabeçalho de 8
bytes, seguido pela carga util.” (TANENBAUM)

Protocolo UDP (User
Datagram Protocol)
Não orientado a conexão
“Note que, com o UDP, não há apresentação
entre as entidades remetente e destinatária da
camada de transporte antes de enviar um
segmento. Por essa razão, dizemos que o UDP é
não orientado a conexão.” (KUROSE)

Protocolo UDP (User
Datagram Protocol)
UDP é menos complexo.
“Ele não realiza controle de fluxo, controle de
erros ou retransmissão apos a recepção de um
segmento incorreto. Tudo isso cabe aos
processos do usuário. O que ele faz é fornecer
uma interface para o protocolo IP com o recurso
adicional de demultiplexacao de vários processos
que utilizam as portas.”

Protocolo UDP (User
Datagram Protocol)
Exemplo
“Uma área na qual o UDP é especialmente útil é
a de situações cliente/servidor. Com frequência,
o cliente envia uma pequena solicitação ao
servidor e espera uma pequena resposta de
volta. Se a solicitação ou a resposta se perder, o
cliente simplesmente chegara ao timeout (tempo
esgotado) e tentara de novo.

Protocolo UDP (User
Datagram Protocol)
Uma aplicação que utiliza o UDP desse modo é o
DNS (Domain Name System). Não é necessária
nenhuma configuração antecipada e também
nenhum encerramento posterior. Basta enviar
duas mensagens pela rede (Solicitação e
Resposta).”

Protocolo TCP (Transmission
Control Protocol)
“O TCP (Transmission Control Protocol) foi
projetado especificamente para oferecer um
fluxo de bytes fim a fim confiável em uma inter-
rede não confiável. O TCP foi projetado para se
adaptar dinamicamente as propriedades da inter-
rede e ser robusto diante dos muitos tipos de
falhas que podem ocorrer.” (TANENBAUM)

Control Protocol)
Objetivo ao estabelecer uma transmissão
confiável:
“Com um canal confiável, nenhum dos dados
transferidos é corrompido (Trocado de 0 para 1
ou vice-versa) nem perdido, e todos são
entregues na ordem em que foram enviados.
Este é exatamente o modelo de serviço oferecido
pelo TCP às aplicações de Internet que recorrem
a ele.” (KUROSE)

Control Protocol)
Orientado a conexão
“Dizemos que o TCP é orientado a conexão
porque, antes que um processo de aplicação
possa começar a enviar dados a outro, os dois
processos precisam primeiramente se
„apresentar‟ – isto é, devem enviar alguns
segmentos preliminares da conexão TCP, ambos
os lados da conexão iniciarão muitas “variáveis
de estado” associadas com a conexão TCP.”
(KUROSE)

Obrigado!
dely.neto@ftc.edu.b
r

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