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Redes 3 protocolos

  • 1. Redes de Computadores Professor: Mauro Jansen Redes de Computadores Protocolos de comunicação de dados
  • 2. Objetivos Conhecer o conceito e aplicação de protocolos Conhecer os protocolos existentes e sua relação com as camadas do modelo OSI Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Protocolos 2 relação com as camadas do modelo OSI
  • 3. Protocolos de comunicação de dados Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Protocolos 3 comunicação de dados
  • 4. Protocolo de comunicação de dados • Segundo Torres (2004), protocolo é uma “linguagem” usada pelos dispositivos de rede de modo que eles consigam se entender, isto é, trocar informações entre si. • Um protocolo é um conjunto de regras que Prof. Mauro Jansen • Um protocolo é um conjunto de regras que governa a comunicação de dados (FOROUZAN, 2006). Redes de Computadores Protocolos
  • 5. Protocolos: analogia com a comunicação oral Possíveis “protocolos” para comunicação: - Idioma inglês Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Protocolos João Fala: português, inglês Fujiro Nakombi Fala: chinês, inglês - Idioma inglês - Gestos e sinais
  • 6. Protocolos • Assim como existem várias línguas no mundo, na informática há diversos protocolos • São esses protocolos que permitem a diferentes dispositivos comunicar-se através da rede • Na prática a maioria dos protocolos são Prof. Mauro Jansen • Na prática a maioria dos protocolos são softwares que já vêm incorporados ou são instalados no sistema operacional de rede • Estudaremos os protocolos localizando-os com base nas camadas do padrão TCP/IP Redes de Computadores Protocolos
  • 7. Pilha de protocolos TCP/IP DHCPFTP SMTP Camada de Aplicação SNMPDNS RIP Camada de Transporte TCP UDP HTTP Camadas TCP/IP Protocolos Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Protocolos IP (v4)Camada de Internet ARP PPPSLIP IGMPICMP Camada de Rede Ethernet Frame Relay ATM
  • 8. Protocolos da camada de aplicação Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Protocolos DHCPFTP SMTP Camada de Aplicação SNMPDNS RIPHTTP de aplicação
  • 9. Protocolo HTTP • HTTP (Hipertext Transfer Protocol): protocolo de transferência de hipertexto • Protocolo padrão da web, que hoje oferece conteúdo misto de texto, gráficos, som e vídeo • O hipertexto é caracterizado pelo conteúdo misto Prof. Mauro Jansen • O hipertexto é caracterizado pelo conteúdo misto acima descrito interligado através de links • O HTTP roda sobre o TCP/IP, portanto ao acessar uma página estamos usando HTTP, TCP/IP, a rede local e a internet Redes de Computadores Protocolos
  • 10. Protocolo HTTP: hipertexto Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Protocolos
  • 11. Protocolo FTP • FTP (FileTransfer Protocol): protocolo de transferência de arquivos • Protocolo ou serviço antigo e bastante utilizada de transferência de arquivos entre dois computadores • Embora seu uso tenha diminuído, com serviços na “nuvem” como DropBox e Google Drive, ainda é usado por empresas e sites de hospedagem Prof. Mauro Jansen • Variantes: – FTPS (Secure File Transfer Protocol): protocolo FTP com uma camada SSL para segurança, ou seja é o FTP com certificado – SFTP (SSH File Transfer Protocol): é uma extensão de um outro protocolo, o SSH (Secure Shell) que permite a conexão/transferência de dados remotamente com a vantagem da criptografia na conexão entre o cliente e o servidor Redes de Computadores Protocolos
  • 12. Protocolo SMTP • SMTP (Simple Mail Transfer Protocol ): protocolo de transferência de e-mail simples • Protocolo padrão para envio de e-mails através da internet • É um protocolo de texto simples Prof. Mauro Jansen • É um protocolo de texto simples • Recebe um ou mais destinatários de uma mensagem, que são validados, e depois envia a mensagem • Usa a porta 587 (antiga 25) Redes de Computadores Protocolos
  • 13. Protocolo DNS • DNS (Domain Name System): Sistema de Nomes de Domínio • Faz a correspondência entre nomes de servidores (ex: www.ifma.edu.br ) e o respectivo endereço IP ( ex: 200.137.128.53 ) Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Protocolos CLIENTE Servidor DNS Quem é ifma.edu.br? 200.137.128.53
  • 14. Protocolo DNS: cooperação entre servidores • Fica localizado em um servidor, que pode ser dedicado ou não a esse serviço • Quando um servidor DNS não conhece um endereço, pergunta a outros servidores DNS até descobrir 3) Quao o DNS e IP p/2) Não tenho o IP de Servidor Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Protocolos IP p/ ifma.edu.br? CLIENTE Servidor DNS 1) Quem é ifma.edu.br? 8)O IP de ifma.edu.br é 200.137.128.53 2) Não tenho o IP de www.ifma.edu.br. Deixe-me procurar um servidor DNS para ifma.edu.br Servidor DNS “.edu.br” Servidor DNS “ifma.edu.br 4) O DNS p/ ifma.edu.br é net1.com.br e seu IP é 1.1.1.254 5) Qual o IP p/ ifma.edu.br? 6) O IP de ifma.edu.br é 200.137.128.53 7) Vou guardar o IP de ifma.edu.br como 200.137.128.53
  • 15. Protocolo DHCP • DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol): Protocolo de configuração dinâmica de estações • Responsável pela configuração dinâmica de endereços IP em uma rede – Atribui endereços IP quando um computador é Prof. Mauro Jansen – Atribui endereços IP quando um computador é inicializado ou conectado a uma rede • Formas pelas quais podemos atribuir endereços IP aos computadores: – Manual: em cada computador, nas configurações de rede – Automática: usando o protocolo DHCP Redes de Computadores Protocolos
  • 16. Endereços IP: atribuição manual ou automática com DHCP? • Atribuição manual de endereços: – Cada computador deve ter um IP único – Trabalhosa e pode ser demorada – Risco de duplicação indesejada de IP’s (conflito de IP) – Em redes grandes, é difícil localizar duas máquinas Prof. Mauro Jansen – Em redes grandes, é difícil localizar duas máquinas que estão com conflito de IP – Recomendada apenas em redes pequenas • Atribuição automática, com DHCP: – Funciona na filosofia cliente-servidor – Custo inicial da configuração de um servidor DHCP Redes de Computadores Protocolos
  • 17. Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Protocolos
  • 18. Protocolo DHCP: funcionamento • O servidor DHCP mantém uma tabela com os nomes dos diversos computadores da rede • Atribui a eles um IP dentro de uma ou mais faixas de endereço, configuradas pelo administrador da rede (não são endereços aleatórios) O servidor DHCP apenas empresta o endereço ao cliente: Prof. Mauro Jansen • O servidor DHCP apenas empresta o endereço ao cliente: a renovação do endereço é de responsabilidade do cliente – Se um computador não requisita seu endereço após um determinado tempo, ele pode ser cedido a outro computador Redes de Computadores Protocolos Mesmo com o DHCP, alguns endereços precisam realmente ser fixos, como por exemplo o do próprio servidor DHCP e outros servidores e dispositivos, como impressora compartilhada na rede
  • 19. Protocolo DHCP: funcionamento Computador Endereço IP 1. Micro PC03 e ligado e pede um endereço IP 2. Servidor DHCP consulta tabela e vê que PC03 já obteve um IP antes, então envia a mensagem com o IP 192.168.0.4 Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Protocolos Computador Endereço IP PC01 192.168.0.2 PC02 192.168.0.3 PC03 192.168.0.4 PC04 192.168.0.5 PC05 192.168.0.6 PC06 192.168.0.7 PC07 192.168.0.8 PC08
  • 20. Protocolo DHCP: funcionamento Computador Endereço IP 1. Micro PC08 é ligado e pede um endereço IP 2. Servidor DHCP consulta tabela e não encontra PC08, então, escolhe o próximo IP na faixa e envia para PC08: 192.168.0.9 e atualiza a tabela Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Protocolos Computador Endereço IP PC01 192.168.0.2 PC02 192.168.0.3 PC03 192.168.0.4 PC04 192.168.0.5 PC05 192.168.0.6 PC06 192.168.0.7 PC07 192.168.0.8 PC08 192.168.0.9
  • 21. Protocolo DHCP: verificando na conexão do computador Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Protocolos Detalhe da conexão de rede no Windows: computador obteve o IP 10.0.2.15 do servidor DHCP 100.2.2
  • 22. Protocolo SNMP • SNMP (Simple Network Management Protocol ): Protocolo de gerenciamento típico de redes TCP/IP • Facilita o intercâmbio de informações entre os dispositivos de rede, como placas e switches Prof. Mauro Jansen dispositivos de rede, como placas e switches • Possibilita ao administrador de rede: – Gerenciar o desempenho da rede – Encontrar e resolver eventuais problemas – Obter dados para planejamento e expansão da rede Redes de Computadores Protocolos
  • 23. Protocolo SNMP – estrutura de funcionamento Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Protocolos
  • 24. Protocolo SNMP – estrutura de funcionamento • Agentes: são equipamentos gerenciáveis (ex: switches, modems, impressoras, servidores, etc.) – Contém “objetos” (informações, configurações, estatísticas) • Gerentes: softwares de gestão de redes que permitem ao administrador executar tarefas administrativas através dos dados coletados Prof. Mauro Jansen dos dados coletados • Mensagens: chamadas PDU (Protocol Data Units), são usadas na comunicação entre agentes e gerentes – GET (leitura), SET (escrita), TRAP (resposta) • MIB (Management Information Base): banco de informações sobre cada equipamento (temperatura, tráfego, usuários, estatísticas, configurações, etc.) Redes de Computadores Protocolos
  • 25. Protocolo SNMP – exemplo de monitoramento Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Protocolos
  • 26. Protocolos da camada de Transporte Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Protocolos de Transporte Camada de Transporte TCP UDP
  • 27. Endereços e Portas • Já sabemos que cada computador tem um endereço IP único na rede, porém em um computador, podemos ter vários programas executando ao mesmo tempo • O recurso de portas é usado para identificar para Prof. Mauro Jansen • O recurso de portas é usado para identificar para qual programa o pacote de dados é destinado – Cada programa ou serviço recebe um número de porta padrão • Existem 65.536 portas TCP e 65.536 portas UDP, numeradas de 0 a 65.535 Redes de Computadores Protocolos
  • 28. Endereços e Portas Em uma casa ou prédio, no mesmo endereço podemos ter vários destinatários (PORTAS): Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Protocolos Fonte> http://br.ccm.net/faq/12065-o-que-e-tcp-ip-como-funciona-e-para-o-que-serve
  • 29. Endereços e Portas: portas mais usadas • As portas TCP mais usadas (well known ports) são as portas de 0 a 1023 Porta Utilização 80 Servidores web 21 Servidores FTP Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Protocolos 22 SSH 23 Telnet 25 SMTP 443 HTTPS
  • 30. Protocolo TCP • TCP (Transfer Control Protocol): Protocolo de controle de transferência • Permite dar segurança à transferência de informações e verificar se a mesma foi bem sucedida pelo receptor, caso contrário, envia novamente Os dados circulam na forma de PACOTES Prof. Mauro Jansen • Os dados circulam na forma de PACOTES • O TCP é orientado a conexão: mantém um diálogo entre origem e destino enquanto empacota as informações • Características: – Requer negociação (“Olá, pronto para comunicar?”) – Comunicação confiável (certifica se houve recebimento) Redes de Computadores Protocolos
  • 31. Protocolo TCP e pacotes • Pequena unidade de informação que é transmitida pela rede. • Qualquer mensagem (e-mail, páginas, arquivos) que é transmitida pela rede é enviada, na verdade, dividida em pequenos pedaços, Prof. Mauro Jansen verdade, dividida em pequenos pedaços, chamados pacotes. Informática Básica – Internet31
  • 32. TCP: Estrutura do pacote TCP Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Protocolos https://pt.wikibooks.org/wiki/Redes_de_computadores/Protocolo_TCP
  • 33. Protocolo TCP: funcionamento • Envio: – Verifica se o destinatário está pronto para receber os dados – Divide os dados em pacotes e compacta-os – Enumera os pacotes – Envia Recebimento: Prof. Mauro Jansen • Recebimento: – Recebe – Verifica se pacotes chegaram bem – Se houve falha, reclama os pacotes que não chegaram – Reune os pacotes antes de entregá-los aos softwares – Avisa que recebeu, para que o remetente saiba que os dados chegaram direitinho Redes de Computadores Protocolos
  • 34. Protocolo TCP: exemplo Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Protocolos Fonte> http://br.ccm.net/faq/12065-o-que-e-tcp-ip-como-funciona-e-para-o-que-serve
  • 35. Protocolo UDP • UDP (User Datagram Protocol): protocolo de datagrama do usuário • Protocolo simples que oferece às aplicações um serviço básico de entrega de pacotes • Não orientado a conexão Prof. Mauro Jansen • Coloca a mensagem recebidas da camada de aplicação dentro de um segmento (pacote UDP) usando números de porta para identificar as aplicações: • Não garante comunicação confiável – Não controla a ordem em que os segmentos chegarão – Não oferece garantia de que chegarão – Não certifica se houve recebimento Redes de Computadores Protocolos
  • 36. Protocolo UDP: estrutura do pacote (datagrama) UDP Porta de origem Porta de destino Comprimento da mensagem Checksum Dados Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Protocolos
  • 37. Protocolo UDP: exemplo Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Protocolos
  • 38. Protocolos da camada de Internet Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Protocolos de Internet IP (v4)Camada de Internet ARP PPPSLIP IGMPICMP RARP
  • 39. Protocolo IP (Internet Protocol) • Responsável pelo endereçamento do pacote a ser transmitido, adicionando ao mesmo um cabeçalho que permite o roteamento do pacote pela rede • O cabeçalho contém: Prof. Mauro Jansen • O cabeçalho contém: – Endereço IP de origem e de destino – Identificador de protocolo – CRC: valor calculado para verificação de erros – TTL (Time to Live): indica o tempo em segundos que o pacote poderá permanecer na rede, evitando loop infinito no tráfego de rede Redes de Computadores Protocolos
  • 40. Protocolo ICMP • ICMP (Internet Control Message Protocol): protocolo de mensagem de controle • Trabalha em conjunto com o IP • Serve para enviar mensagens para Prof. Mauro Jansen • Serve para enviar mensagens para responder a pacotes e informações que não foram entregues corretamente • Após receber uma mensagem ICMP, o emissor envia novamente o pacote de dados não recebido Redes de Computadores Protocolos
  • 41. Protocolo ARP • ARP (Address Resolution Protocol): Protocolo de resolução de endereços • Responsável pelo mapeamento entre endereços lógicos (endereços IP) e endereços físicos (endereços MAC) Prof. Mauro Jansen (endereços MAC) • No TCP/IP as referências aos endereços das estações são feitas usando endereços IP – O endereço físico do destinatário é descoberto dinamicamente pelo transmissor antes de efetuar a comunicação, usando o protocolo ARP Redes de Computadores Protocolos
  • 42. Protocolo ARP: funcionamento Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Protocolos
  • 43. Protocolo ARP: programa arp • Programa disponível na maioria dos SO de rede que permite visualizar a tabela ARP utilizada pelo protocolo IP para identificar o endereço físico do computador destino • É executado na janela de linha de comando (prompt de comando do Windoes ou terminal no Linux). Ex.: Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Protocolos mauro@mauro-Lenovo-G460 ~ $ arp -a ? (10.3.2.2) em 64:51:06:62:bb:bf [ether] em wlan0 ? (10.3.2.1) em 00:00:5e:00:01:04 [ether] em wlan0 ? (10.3.2.37) em 6c:71:d9:1b:24:10 [ether] em wlan0 mauro@mauro-Lenovo-G460 ~ $
  • 44. Protocolo RARP • RARP (Reverse Address Resolution Protocol) • Permite algo inverso ao ARP: encontrar uma rede Ethernet que corresponda a um Prof. Mauro Jansen uma rede Ethernet que corresponda a um determinado IP • Ex: estação de trabalho sem disco rígido (estação diskless) é inicializadaResolve o problema de Redes de Computadores Protocolos
  • 45. FIM Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Protocolos 45 FIM