UD6042-10.ppt

Information and Communications
IC CS TE
Conceitos e Fundamentos
da Arquitetura TCP/IP

Conteúdo Programático TCP/IP
 Módulo 1
Redes LAN - Local Area Network
 Módulo 2
Arquitetura TCP/IP
 Módulo 3
Redes WAN - Wide Area Network

Módulo 1
Redes Locais - LAN

Módulo 1 - LAN
 Camadas no modelo de referência OSI
 Endereçamento MAC
 Acesso broadcast e token passing
 Recomendações IEEE 802
 Topologia de redes locais
 Repetidores, Hubs, Bridges, Switches e Roteadores
 Identificando domínios de colisão
 Cabos típicos de LAN
 Fast Ethernet e Gigabit Ethernet

A Finalidade do Modelo de Referência OSI
• Fornece ao Usuário interface que permite acesso aos diversos
Serviços de Aplicações.
• Tradução entre formatos de mensagens diferentes, criptografadas e
compressão de dados.
• Administrar e sincronizar diálogos entre processos de aplicação.
• Dividir as mensagens em tamanhos menores, multiplexar, ordenar.
• Executar o roteamento dos pacotes entre fonte e destino.
• Receber / Transmitir bits livres de erros de transmissão.
•Trabalha com as características mecânicas e elétricas do meio físico.
Aplicação
Apresentação
Sessão
Transporte
Rede
Enlace
Físico

Revisão do Modelo OSI
Camadas de
Fluxo de Dados
(Data Flow)
Transport Layer
Data Link
Network Layer
Physical
Camadas de
Aplicação
(Upper Layers)
Session
Presentation
Application

Funções das Camadas Superiores
Manter as diferentes
aplicações e dados
(conteúdo) separados
Interface de usuário
• Como os dados são
apresentados
• Processos especias como
criptografia
Telnet
FTP
ASCII
EBCDIC
JPEG
Operating System/
Application Access
Scheduling
Transport Layer
Data Link
Network Layer
Physical
EXEMPLOS
Session
Presentation
Application

Funções das Camadas Inferiores
TCP
UDP
SPX
802.3 / 802.2
HDLC/PPP
Frame Relay
EIA/TIA-232
V.35
IP
IPX
Presentation
Application
Session
EXAMPLES
• Entrega confiável ou não confiável
• Correção de erros antes da retransmissão
• Combina bits em bytes e bytes em frames
• Acesso ao meio utilizando endereçamento
MAC
• Apenas detecta errp
• Move os bits entre os equipamentos
• Especifica tensões, velocidades e pinagem
dos cabos
Transport
Data Link
Physical
Network
• Provê endereçamento lógico utilizado
pelos roteadores para determinar
caminhos

Processo de Encapsulamento
Transport
Data Link
Physical
Network
Upper Layer Data
Upper Layer Data
TCP Header
Data
IP Header
Data
LLC Header
0101110101001000010
Data
MAC Header
Presentatio
n
Application
Session
Segment
Packet
Bits
Frame
PDU
FCS
FCS

Comunicação entre as Camadas do Modelo OSI
Dados
A
Dados
A
A
S
T
R
Dados
A
A
S
T
Dados
A
A
S
Dados
A
A
Aplicação
Apresentação
Sessão
Transporte
Rede
Enlace
Físico
Dados
A
A
S
T
R
Dados
A
A
S
T
Dados
A
A
S
Dados
A
A
Usuário A Dados
Dados
A
Dados
A
A
S
T
R
E E
Dados
A
A
S
T
R
E
F F
Dados
A
A
S
T
R
E E
Dados
A
A
S
T
R
E
F F
Aplicação
Apresentação
Sessão
Transporte
Rede
Enlace
Físico
Usuário B
Dados
E E

Modelo de Referência OSI - Open System Interconnections
Correio
Eletrônico
Grupo de
Notícias
Aplicações
WWW
Transf. De
Arquivos
Sessões
de Host
Serviços de
Diretório
Gerenciamento
de rede
Serviço de
arquivos
POP/SMTP
Usenet
HTTP
FTP
Telnet
DNS
SNMP
NTS
POP/25
TCP
(Transmission
Control
Protocol)
IP v6 SLIP/PPP
532
80
20/21
23
53
161/162
RCP Mapper
UDP
(User
Datagraml
Protocol)
IP v4
Ethernet
Gibabit Eth
Dial up
ISDN
xDSL
Wireless LAN
CAT 5
Coaxial
ATM/FR
Camada 1
Camada 2
Camada 3
Camada 4
Camada 5
Camada 6
Camada 7

Meios Físicos: Funções e Características
• A função básica dos meios é carregar um fluxo de informações, na forma de bits
• A não ser pelas LANs sem fio (wireless), os meios de rede transportam os sinais de rede
em um cabo de cobre ou fibra óptica.
• Os meios de rede são considerados componentes da camada 1
• Cada meio tem suas vantagens e desvantagens.
• As variáveis típicas que se levam em conta num projeto são e definem a melhor opção
de meio são:
• Comprimento do enlace entre as estações
• Custo x Banda
• Facilidade de instalação
• Custo de implantação e infra-estrutura
• Número total de computadores interligados

Revestimento
externo Blindagem
de alumínio
Par trançado
Isolamento
plástico
 Características:
 Velocidade típica de 10 a 100 Mbps
 Custo médio por nó: Moderado
 Maior diâmetro externo do cabo
encontrado nas LAN´s
 Comprimento máximo do cabo:
100m
 Fornece resistência à interferência
eletromagnética e rádio-freqüência
 A blindagem no STP não faz parte
do circuito de dados, portanto o
cabo precisa ser aterrado em
ambas extremidades
 Existem modelos de 2 ou 4 pares
 Utiliza o conector STP
Meios comuns na LAN - STP (Shilded Twisted Pair)

Meios comuns na LAN - UTP - Unshilded Twisted Pair
Revestimento
externo
Par trançado
Isolamento
plástico
 Velocidade típica de 10 a 100 Mbps
 Custo médio por nó: Baixo
 Diâmetro externo do cabo e conector: pequeno
(não ocupa muito espaço em tubulações)
 Comprimento máximo do cabo: 100m
 Utiliza fios trançados para proporcionar o efeito
de cancelamento de crosstalk, a fim de
minimizar a interferência de um condutor em
outro.
 Fácil de ser instalado e mais barato que outros
tipos de meios de rede
 O UTP é considerado a melhor relação custo x
benefício atualmente para LAN
 Usa-se um conector RJ45 (conexão sólida com
boa confiabilidade)

Conector UTP - Unshild Twisted pair
Conector RJ-45
1
8
8 Pair 4 R4
1
2
3
4
5
6
7
Wire Pair
T is Tip
R is Ring
Pair 3 T2
Pair 3 R2
Pair 2 T3
Pair 1 R1
Pair 1 T1
Pair 2 R3
Pair 4 T4
Pin

Os fios estão na mesma ordem em ambas
as pontas.
Pin Label
1 RD+
2 RD-
3 TD+
4 NC
5 NC
6 TD-
7 NC
8 NC
Cabo 10BaseT/
100BaseTx Direto
Pin Label
1 TD+
2 TD-
3 RD+
4 NC
5 NC
6 RD-
7 NC
8 NC
Server/Router
1
8
Cabo Direto
8
1
Hub/Switch
Cabeamento UTP Direto
8
1
branco-verde
verde
branco-laranja
amarelo
branco-amarelo
laranja
branco-marrom
marrom
8
1
branco-verde
verde
branco-laranja
amarelo
branco-amarelo
laranja
branco-marrom
marrom

Cabo 10BaseT/
100BaseT Crossover
Pin Label
1 RD+
2 RD-
3 TD+
4 NC
5 NC
6 TD-
7 NC
8 NC
Pin Label
1 RD+
2 RD-
3 TD+
4 NC
5 NC
6 TD-
7 NC
8 NC
Cabo Crossover
1
8 1
8
Hub/Switch Hub/Switch
8 1 8 1
Cabeamento UTP Crossover
Os fios não estão na mesma ordem em
ambas as pontas.
branco-verde
verde
branco-laranja
amarelo
branco-amarelo
laranja
branco-marrom
marrom
branco-verde
verde
branco-laranja
amarelo
branco-amarelo
laranja
branco-marrom
marrom

Meios mais comuns de LAN - Cabo coaxial
Revestimento
externo Blindagem
de malha de cobre
Condutor
de cobre
Isolamento
plástico
 Velocidade típica de 10 a 100
Mbps
 Custo médio por nó: Baixo
 Diâmetro externo do cabo e
conector: médio
500m (propício para maiores
distâncias)
 Usa normalmente o conector
BNC
 Como a malha metálica
compreende metade do circuito
elétrico, cuidados especiais têm
de ser tomados para garantir que
ele esteja aterrado corretamente

Meios mais comuns de LAN - Fibra óptica
Revestimento
externo Reforço de
Kevlar
Protetor
plástico
Fibra de
Vidro
 Velocidade típica acima de 100
Mbps
 Custo médio por nó: Alto
 Diâmetro externo do cabo e
conector: pequeno
(depende da potência do
equipamento de transmissão)
 Mono-modo: feixe de luz gerado
por laser (ILD). Permite apenas um
modo de propagação.
 Multi-modo: feixe de luz gerado por
LED. Permite múltiplos modos de
propagação.
 Não suscetível às interferências
eletromagnéticas ou RF.

Características dos Cabos Usuais Aplicados em LAN
Cabo Impedância Condutor Max. Dist.
Tipo de
Conector
Aplicações
RG-58
(Coaxial fino)
50 22 AWG 200m BNC 10Base2
RG-8/RG-11
(Thick Coaxial)
50 12 AWG 500m Tipo N 10Base5
RG-62
(Coaxial)
73 22 AWG 200m BNC
ARCNet
IBM3270
Twinax
(Coaxial duplo)
100 20 AWG 200m Twinaxial
AS/400
IBM System 3
UTP 100 24 AWG 100m RJ-45 10/100Base-T
STP 100 24 AWG 100m RJ-45 10/100Base-T
Fibra optica 62,5/125 Multi-modo 400m Duplex 100BaseFX

Características das Fibras Usuais Aplicadas em LAN

Topologia de Redes
O termo topologia pode ser
considerado como "o estudo do local".
A topologia é um tema de estudo da
matemática, onde os mapas de nós
(pontos) e links (enlaces)
normalmente contêm padrões.
A topologia descreve o plano para
cabear os dispositivos físicos.
É importante conhecer como as
informações fluem por uma rede, a fim
de determinar onde as colisões podem
ocorrer e como minimiza-las

Tipos de Redes Locais
 Ethernet
 Token Ring
 FDDI
 Fast Ethernet
 Gigabit Ethernet

Tecnologia Ethernet / IEEE 802.3
 Topologia – Barramento / Estrela
 Cabling – 10 base5, 10base2, 10 baseT, 10 baseF
 Velocidades – 10 Mbps
 Metodo de Acesso – CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Acess Collision
Detect)
 Baixo Custo
 Numero Maximo de Estações – 1024 por segmento
4
3
2
1

Formato dos Frame Ethernet v2
Data
Source add FCS
Type
Dest add
2
6
6 4
Preamble
8
# No. Bytes
0000.0E xx.xxxx
Definido
pelo fabricante
Definido pelo
IEEE
Endereço MAC
Variable
46-1500
O Frame Ethernet não
utiliza o IEEE 802.2 e
possui o campo Type ao
invés do Lengh do IEEE
802.3

Formato dos Frames IEEE 802.3
Data
Source add FCS
Length
Dest add
Variable
46-1500
2
6
6 4
Preamble
8
# No. Bytes
0000.0E xx.xxxx
Definido
pelo
fabricante
Definido pelo
IEEE
Endereço MAC
802.2 Header
Frame LLC tem 2 tipos:
• SAP (3 bytes)
• SNAP (8 bytes)

Token Ring / IEEE 802.5
 Topologia – Anel / Estrela
 Cabling – Par Trancado / Fibra Optica
 Velocidade – 4 / 16 Mbps
 Metodo de Acesso – Token Passing
 Alto custo
 Numero Maximo de Estacoes
no padrao IBM – 260 com STP e 72 com UDP
no padrao 802.5 - 250

FDDI
 Topologia – Duplo Anel / Estrlela (Seguranca)
 Cabling – Fibra Optica / Par Trançado
 Velocidade – 100 Mbps
 Metodo de Acesso – Token Passing
 Alto Custo

Fast Ethernet / 802.3u
 Similar ao 10 baseT
 Topologia – Barramento / Estrela
 Cabling – 100 base TX, 100base T4, 100 base FX
 Metodo de Acesso – CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Acess
Collision Detect)
 Baixo Custo
 Numero Maximo de Estações – 1024 por segmento

Gigabit Ethernet / 802.3z
 Topologia – Barramento / Anel
 Cabling – vide abaixo
 Metodo de Acesso – Extensão do padrão IEEE 802.3 CSMA/CD
 Alto Custo

Wire less / 802.11
Padrões 802.11
•802.11 b Wi-Fi
•802.11 a
•802.11 g

Comparação entre o modelo OSI e o IEEE 802.x
Modelo IEEE 802
Modelo OSI
Enlace
Física
LLC
MAC
802.2
802.3
Rede
em
barramento
Acesso
CSMA/CD
802.4
Rede
em
barramento
Acesso
Token
Passing
802.5
Rede
em
anel
Acesso
Token
Passing
802.6
Rede
em
barramento
Acesso
DQDB

Aplicação
Apresentação
Sessão
Transporte
Rede
Enlace
Físico
Aplicação
Transporte
Rede
Modelo OSI TCP/IP
Para redes LAN: Ethernet, Gigabit Eth, 802.3, 802.5
Para redes WAN: Frame Relay, ATM, PPP, etc
Modelo OSI x TCP/IP
Enlace
Físico

Estrutura do Modelo Ethernet
Modelo IEEE 802
Modelo OSI
Enlace
Física
LLC
MAC
802.2
802.3
Rede
em
barramento
Acesso
CSMA/CD

Enlace
Física
Ethernet
802.2
802.3
V.24
V.35
HDLC
Frame
Relay
LAN WAN
SLIP/PPP
Relação entre IEEE 802, Ethernet e os Protocolos de WAN
OSI

Transport Layer
Network Layer
Data Link
Physical
Session
Presentation
Application
Ethernet
Camada Física
Token Ring
Camada Física
EIA/TIA 232 / V35
Ethernet
CSMA/CD
Token
Ring
FR/PPP
IP
TCP UDP
T
E
L
N
E
T
F
T
P
S
M
T
P
D
N
S
T
F
T
P
S
N
M
P
23 20/21 25 53 69 161
6 17
ICMP ARP RARP
Arquitetura TCP/IP

802.2 LLC - Logical Link Control
• É responsável por identificar logicamente diferentes tipos de
protocolos de camada 3.
• A identificação lógica é pode ser realizada pelos protocolos:
• SNAP (Subnetwork Access Protocol)
• SAP (Service Access Point)
• Possibilita que a camada de enlace funcione independente das
tecnologias existentes dos protocolos de camada 3, como IP, IPX, etc
• Fornece versatilidade nos serviços para os protocolos da camada 3
• Recomendação IEEE 802.2

MAC - Media Access Control
• Todos os hosts têm uma forma única
de se identificar.
• Cada computador, conectado ou não
na rede, tem um endereço físico,
localizado na placa de rede.
• Antes de sair da fábrica, o fabricante do hardware atribui um
endereço físico exclusivo a cada placa de rede.
• O endereço MAC é programado em um chip na placa de rede,
gravados usando-se números hexadecimais (base 16)
• Existem 2 tipos de Media Access Control:
• Determinísticos (token) e Não determinístico (FCFS)

Endereçamento Ethernet (MAC)
 Endereçamento único no mundo, estabelecido pelo IEEE
- 6 bytes
 Codificado por hardware
- ex. : 00-00-1D-00-26-A3
 Multicast
- AA-00-80-xx-xx-xx
- AB-00-80-xx-xx-xx
 Broadcast
- FF-FF-FF-FF-FF-FF

Formato do Endereçamento MAC
Organizational
Unique
Identifier
(OUI)
Fornecedor
Indicado
(Placas de Rede,
interfaces)
24 bits 24 bits
6 dígitos
hexa
6 dígitos hexa
00.60.2C 3A.07.B8
Define o
Fabricante
Número de
série

Protocolos MAC não determinísticos
• Quando um host deseja enviar dados para outro host, ele aponta para o endereço
MAC destino e envia o frame para todos os hosts através do barramento.
• Todas as estações têm acessos a todos os quadros e examinam-os para
determinar se sua estação é a destino.
• A placa de rede de cada host verifica se o seu endereço MAC corresponde ao
endereço MAC destino no frame Ethernet recebido.
• Se o endereço MAC não corresponder, a placa de rede despreza esse quadro.
• Se o endereço MAC corresponder, o envelope de camada 2 é retirado e o Pay-load
é entregue para a camada 3.
• As rede mais utilizadas atualmente são redes broadcast, como a IEEE 802.3 e
Ethernet V.2.

• Inicialmente tabela de cache nas placas de rede é vazia
• Se o destino é desconhecido - o frame é enviado para todas as demais portas
(broadcast de camada 2 - 0xFFFF.FFFF.FFFF)
• Aprendizagem é realizada pelo endereço MAC origem
4
3
00-aa-00-62-c6-09 00-aa-00-62-c6-10 00-aa-00-62-c6-11 00-aa-00-62-c6-12
2
1
Barramento

Formas de Acesso ao Meio: Broadcast
Características - Broadcast
• Cada host envia seus dados a todos os outros hosts no meio da rede
• As estações não seguem nenhuma ordem para usar a rede
• A primeira estação a enviar quadros é a atendida (FCFS).
• Se duas estações enviarem ao mesmo tempo, ocorre a colisão e
ambos os quadros são perdidos
• Após se detectar a colisão, uma estação cancela sua transmissão,
aguarda um intervalo de tempo aleatório e em seguida tenta novamente.
• Utiliza-se os protocolos de detecção de portadora: CSMA/CD (Carrier
Sense Multiple Access with Collision Detection) para melhorar a
performance da LAN. Cada estação “escuta” se há presença de
portadora antes de transmitir os quadros.
• Recomendação IEEE 802.3

• Usam uma abordagem first-come, first-
served (FCFS).
• Originou-se do protocolo ALOHA:
• Permitia que todos transmitissem à vontade
• Colisões fatalmente ocorrerão
• Portadoras podem ser detectadas
• Com aprimoramentos, tornou-se um moderno
protocolo MAC, chamado de Carrier Sense
Multiple Access with Collision Detection ou
CSMA/CD.
• Este é a maneira que a Ethernet funciona
As especificações gerais do Ethernet
10 Mbps não permitem mais do que
1024 estações de rede, considerando
essa rede como um único domínio de
colisão CSMA/CD.

Domínios de Colisão
• A área dentro da rede, onde os pacotes de dados foram originados e colididos.
• Quando se trabalha em uma LAN com muitos hosts a colisão é um desafio a ser
superado com equipamentos adequados.
• A Ethernet permite que apenas um frame acesse o meio por vez.
• Se mais de um host tentar transmitir ao mesmo tempo, ocorrerá uma colisão e os
todos os frames (dados) serão perdidos.
Destino C
Origem A
C E
B
Destino E
Origem B
Destino C
Origem E
Domínio de Colisão

 Uma habilidade importante é reconhecer os
domínios de colisão. Se você tiver vários
computadores conectados a um único meio sem
outros dispositivos de redes conectados, haverá
uma situação de acesso compartilhado e você
terá um domínio de colisão.
Acesso Compartilhado Básico
Domínio de Colisão Estendido pelo Repetidor
 Os dados (bits) que chegam à porta de um
repetidor são enviados por todas as outras portas.
Usar um repetidor estende o domínio de colisão,
logo, o domínio de colisão é maior.

 Os hubs, que são úteis para conectar um grande
número de computadores, mas estendem os
domínios de colisão. O resultado final será uma
diminuição no desempenho da rede se todos os
computadores estiverem solicitando,
simultaneamente, grande quantidade de dados.
Domínio de Colisão Estendido pelo Hub
Domínio de Colisão Estendido pelo Hub+Repetidor
 Como os repetidores e os hubs não filtram tráfego
de rede, estender uma rede com um repetidor e
um hub, simplesmente resulta em um domínio de
colisão ainda maior.

Segmentado os Domínios de Colisão
Exemplos de dispositivo que segmentam os domínios:
• Bridges
• Switches
• Roteadores

Elementos de Rede
 Repetidor
 Hub
 Placa de Rede
 Bridge
 Switch
 Roteador

Equipamentos: Repetidores
Repetidor

Repetidores: Funções e Características
 Estender a rede além dos limites de distância do cabeamento
 Fortalecer os sinais para longas distâncias, para que não acabem se
enfraquecendo ou dissipando
 Gerar os sinais da rede novamente no nível do bit para que eles trafeguem
em uma distância maior nos meios
 São dispositivos típicos de porta única de "entrada" e porta única de "saída"
 Atuam apenas no nível do bit e não consideram nenhuma outra informação
 O padrão IEEE 802.3 permite no máximo 4 repetidores no caminho entre 2
estações (Regra dos 4 Repetidores)

Equipamentos: Hubs
HUB

Características de um Hub
• Geram os bits novamente, o que permite ampliar
o alcance da LAN
• Baixo custo para redes LAN
• Eles lidam com dados apenas no nível dos bits,
portanto, são dispositivos da camada 1
• A desvantagem em usar hubs é que eles não
selecionam o tráfego das portas
• Os dados (bits) que chegam à porta de um hub
são enviados para todas as outras portas
• Os dados são passados adiante para todos os
outros segmentos da LAN de uma rede, não
importa se eles precisam ou não ir para lá
• Chamados de repetidores multi-portas

Hubs: Repetidores Multiportas
• Permite que muitos hosts sejam
interconectados de forma fácil e
econômica.
• São freqüentemente chamados de
hubs pois estão no centro de uma rede
de topologia em estrela.
• O hub não seleciona o tráfego nas
portas
• Mais estações significam mais colisão
• Utiliza o protocolo CSMA/CD

Equipamentos: Placas de Rede
Placa de
Rede

Placas de Rede
Funções e Características
• São consideradas dispositivos da camada enlace porque exercem funções
da camada 2, como a identificação do host (endereçamento MAC) e
enquadramento de bits.
• A placa de rede possui um código exclusivo (MAC). Esse endereço é usado
para controlar as comunicações de dados dos hosts na rede.
• Funcionamento como interface entre o barramento do Host e da LAN
• Em alguns casos o tipo de conector na placa de rede não corresponde ao
tipo de meio necessário para conexão, daí faz-se necessário o uso de um
transceiver (transmissor/receptor).
• Para que a placa de rede funcione corretamente, torna-se necessário um
Driver, que habilite suas funções no sistema operacional do host.

Equipamentos: Bridges
Bridge

Bridges: Funções e Características
• Dispositivo da camada 2 projetada para conectar dois segmentos de LAN
• A finalidade de uma bridge é filtrar o tráfego conforme o endereçamento
MAC destino
• Responsável por transferir os dados de modo seletivo
• A bridge mantém registros dos endereços MAC que estão em cada lado da
LAN e toma essas decisões com base nessa tabela.

Funções da Bridge
00-aa-00-62-c6-09 00-aa-00-62-c6-10 00-aa-00-62-c6-11 00-aa-00-62-c6-12
E0 E1
Tabela Port/Mac
E0: 00-aa-00-62-c6-09
E0: 00-aa-00-62-c6-10
E1: 00-aa-00-62-c6-11
E1: 00-aa-00-62-c6-12

Equipamentos: Switches
Switch
Fast Ethernet
Switch
Gigabit Ethernet
Switch

Switches: Funções e Características
• Dispositivo da camada 2 projetado para concentrar a conectividade, ao mesmo tempo
tornar a transmissão de dados mais eficiente.
• Combina a conectividade de um hub com a regulamentação do tráfego de uma bridge
em cada porta. Também chamado de bridge multiporta.
• A diferença entre o hub e o switch é que os switches tomam as decisões com base nos
endereços MAC e os hubs não tomam nenhuma decisão.
• Devido às decisões que os switches tomam, eles tornam uma LAN muito mais
eficiente.
• Eles fazem isso "comutando" os dados apenas para porta à qual o host destino está
conectado. Ao contrário, um hub enviará os dados por todas as portas para que todos
os hosts tenham que ver e processar (aceitar ou rejeitar) todos os dados.

Função dos Switches
• Cada segmento tem seu próprio
domínio de colisão
• Todos os equipamentos conectados ao
Switch fazem parte do mesmo domínio
de broadcast
• Após o aprendizado, o
encaminhamento de quadros ocorre de
maneira otimizada.
Memória
Switch

Conexão típica em um Switch Ethernet
1 2 3 4
HUB HUB
62-c6-09 62-c6-10
62-c6-11 62-c6-12 62-c6-13 62-c6-14

• Inicialmente tabela é vazia
• Aprendizagem é realizada pelo endereço MAC origem
4
3
2
1
00-aa-00-62-c6-09
00-aa-00-62-c6-10
00-aa-00-62-c6-11 00-aa-00-62-c6-12
Porta MAC
1
2
3
4
Switches - Tabela MAC

4
3
2
1
00-aa-00-62-c6-09
00-aa-00-62-c6-10
00-aa-00-62-c6-11 00-aa-00-62-c6-12
Porta MAC
1 00-aa-00-62-c6-09
2
3
4
00-aa-00-62-c6-09 00-aa-00-62-c6-14
origem destino
• Adiciona MAC na tabela
• Destino desconhecido - envia para todas as demais portas

4
3
2
1
00-aa-00-62-c6-09
00-aa-00-62-c6-10
00-aa-00-62-c6-11 00-aa-00-62-c6-12
Porta MAC
1 00-aa-00-62-c6-09
2 00-aa-00-62-c6-10
3 00-aa-00-62-c6-11
4 00-aa-00-62-c6-12
•Cada entrada da tabela tem tempo limitado (default : 360 segundos)

Equipamentos: Roteadores
Router

Roteadores: Funções e Características
Funções e Características
• O roteador é um dispositivo que trabalha na camada de rede.
• O roteador toma decisões com base nos endereços de rede (camada 3) ao invés
de endereços MAC (camada 2).
• Os roteadores podem conectar diferentes tecnologias da camada 2, como
Ethernet, Token-ring, FDDI, Frame Relay, ATM, etc.
• Devido à sua capacidade de rotear pacotes baseados nas informações da camada
3, os roteadores se tornaram o backbone da Internet, executando o protocolo IP.
• Sua finalidade é examinar os pacotes de entrada, escolher o melhor caminho para
os destinos e comutar os pacotes para a porta de saída apropriada.
• Um roteador suporta diferentes tipos de interface: Ethernet, V.24, V.35, E1, E3,
STM-x e interfaces de voz. (FXO/FXS)

Roteamento entre Hosts

Resumo dos Equipamentos
Roteador
Bridge Switch Swtich ATM/FR
LAN (WAN)
MAU Hub Repetidor

Exercício
R1
R6
R5
R3
R4
R2
Internet

Módulo 2
Protocolo TCP/IP

Módulo 2 - TCP/IP
 Introdução e Conceitos Gerais
 Camadas da Arquitetura TCP/IP
 Protocolo e Endereçamento IP
 Sub-Redes e Máscara
 Protocolos ARP e RARP
 Mensagens ICMP
 Roteamento IP
 Protocolo TCP e UDP
 Aplicações FTP, Telnet, SMTP, HTTP, SNMP e DNS

 Os nós possuem tabelas de comutação de circuitos
 Em caso de perda da conexão é necessário estabelecer nova conexão e outro
circuito
 Todos os pacotes seguem a mesma rota (circuito virtual)
 O circuito virtual pode ser estabelecido permanentemente (PVC) ou
dinamicamente (SVC)
Circuitos Virtuais
S1
A S6 B
S3 S5
S2 S4
4 3 2 1
4 3 2 1
4 3 2 1 4 3 2 1
4 3 2 1

 Tabelas de roteamento nos nós
 Pacotes podem chegar fora de ordem no destino
 Pacotes podem não chegar (Tempo limite excedido)
 A responsabilidade de colocar os pacotes na seqüência correta e entregar para a
aplicação é função das camadas superiores à de rede
Datagrama
S1
A S6 B
S3 S5
S2 S4
4 3 2 1 3 2 4 1
4 1
3 2 4 3 2 4 3
4
1 1
2
2

A Arquitetura TCP/IP
 O IP (Internet Protocol) é um protocolo nível 3
 Utiliza o serviço de datagrama (não orientado à conexão)
 o TCP (Transmission Control Protocol) é um protocolo nível 4, orientado à
conexão
 A conexão e compabilização entre as redes fica a cargo dos gateways
(roteadores)
 Largamente utilizado na interconexão de redes
 TCP/IP é um nome para uma família de protocolos
 Oferece simplicidade de implementação no ambiente LAN e internetworking

Internet Protocol ( IP )
Address Resolution
Protocol ( ARP )
Reverse Address
Resolution Protocol ( RARP )
Internet Control Message
Protocol ( ICMP )
Aplicação
Transporte
Internet
Interface
de rede
Hardware
Camada de Rede

 IP provê um serviço sem conexão e não-confiável
 Endereçamento de camada 3 é independente da topologia da rede e dos endereços
físicos dos hosts
 Pode ocorrer processo de fragmentação e remontagem dos pacotes IP
 Utiliza técnicas de mapeamento de endereços ARP e RARP
 IP é um protocolo roteável através do protocolos RIP, IGRP, OSPF, IS-IS e BGP
 Seu bloco de dados é denominado de datagramas
 Especificado pelo RFC791
IP - Internet Protocol

Versão IHL
Tipo de
Serviço
Comprimento Total
Identificação Flags Offset de Fragmento
Tempo de
Vida
Protocolo Checksum do Cabeçalho
Endereço de Origem
Endereço de Destino
Opções Padding
Dados (var)
VER (4) HLEN (4)
Tipo de
Serviço (8)
Comprimento Total (16)
Identificação (16) Flags (3) Offset de Fragmento (13)
TTL (8) Protocolo (8) Checksum do Cabeçalho (16)
Endereço de Origem (32)
Endereço de Destino (32)
Opções IP (var) Padding (var)
Cabeçalho IP
20
bytes

• O endereçamento único permite a comunicação entre os hosts
• A escolha do melhor caminho é baseado em métricas (critérios)
• Cada porta ou rede é representada por um endereço lógico IP de 32
bits
• Os endereços IP são baseados nos conceitos de rede (Net) e
equipamentos (Host)
• Host é qualquer equipamento com capacidade de transmitir e
receber pacotes IP em uma rede
• As redes (net) viabilizam a conexão de vários hosts
Visão Geral do Endereçamento IP

 Tamanho de 32 bits (4 octetos)
 Escritos separadamente em blocos de 1 octeto na forma decimal
 11010000 11110101 0011100 10100011  208.245.28.163
 Valores de endereços válidos: 0.0.0.0 até 255.255.255.255
 Permite identificação da rede (NetID) e do host (Estação- HostID) nessa rede
 A capacidade de endereços de Net e Host dependem da classe escolhida
 Os endereços IP possuem cinco classes (A, B, C, D e E)
 Os primeiros bits do primeiro octeto definem a classe do endereço
 Alguns endereços IP especiais são reservados
Visão Geral do Endereçamento IP

Endereçamento IP
32 bits
Rede Host
8 bits 8 bits 8 bits 8 bits
182 228 160 10
. . .

Classe de Endereços IP
NET Host Host Host
Classe A
NET NET Host Host
Classe B
NET NET NET Host
Classe C
Os valores de Net são definidos pelo IANA, orgão gestor da Internet mundial
Os valores de Host são definidos pelo administrador da LAN

0 id. Net #7 id. Host #24
1 1 1 0 endereço multicast
1 1 1 1 reservado para uso futuro
1 0 id. Net #14 id. Host #16
1 1 0 id. Net #21 id. Host #8
Classe A
Classe B
Classe C
Classe D
Classe E
Classe de Endereços IP - Bits + significativos
128
64
32
16
8
4
2
1
128
64
32
16
8
4
2
1
128
64
32
16
8
4
2
1
128
64
32
16
8
4
2
1

0 id. Net id. Host
0 32
8 16 24
Classe A
0.0.0 a 255.255.255
0 0 0 0 0 0 0 1
a
0 1 1 1 1 1 1 0
26+25+24+23+22+21 =
64+32+16+8+4+2 = 126
= 1
= 126
Alcance da rede Classe A
1.0.0.0 até 126.0.0.0
No. de Redes = 126
No. Hosts / rede = 16.777.214
IP Classe A

0.0 a 255.255
10000000 00000001
a
10111111 11111110
27+25+24+23+22+21+20 =
128+32+16+8+4+2+1=191
= 128.1
= 191.254
0 id. rede id. estação
0 32
8 16 24
1 0 id. Net id. Host
Classe B
Alcance da rede Classe B
128.1.0.0 até 191.254.0.0
No. de Redes = 16.382
No. Hosts / rede = 65.534
IP Classe B

0 a 255
11000000 00000000 00000001
a
11011111 11111111 11111110
27+26+24+23+22+21+20 =
128+64+16+8+4+2+1 = 223
= 192.0.1
= 223.255.254
0 id. rede id. estação
0 32
8 16 24
1 1 id. Net id. Host
Classe C
Alcance da rede Classe C
192.0.1.0 até 223.255.254.0
No. de Redes = 2.097.150
No. Hosts / rede = 254
0
IP Classe C

IP Classe D e Classe E
Redes Classe D
 Compreendem o intervalo 224.0.0.0 a 239.255.255.254
 São usados por pacotes multicast
 O recurso Multicast pode ser usado por roteadores e protocolos para
comunicação com um grupo de Hosts simultaneamente de maneira
seletiva
Redes Classe E
 Compreende o intervalo 240.0.0.0 255.255.255.255
 São reservados para endereçamento futuro

0.0.0.0 Refere-se à rota default. Essa rota é usada para simplificar
as tabelas de roteamento usadas pelo IP.
127.x.x.x São reservados para Loop de software. O datagrama com
esse endereçamento não trafega pela rede, sendo utilizado
pelo Host origem para testar sua interface de comunicação,
pois o datagrama retorna antes de ingressar na rede.
x.x.0.0 Refere-se a própria rede, por exemplo, o endereço
157.67.0.0 refere-se a rede 157.67 (classe B)
x.x.255.255 Refere-se a todos os hosts nessa rede classe B
(broadcast)
255.255.255.255 Refere-se a todos os hosts para todas as redes
(broadcast)
Endereços IP Especiais

10.0.0.0 a 10.255.255.255 Classe A
172.16.0.0 a 172.16.255.255 Classe B
192.168.0.0 a 192.168.255.255 Classe C
Endereços IP Privados

Endereço da Rede:
Endereço da Estação A na rede:
Endereço da Estação B na rede:
172.16.0.0
37
123
172.16.0.37
172.16.0.123
Estação A
Estação B
172.16.0.0
• As redes não conectadas à internet
estão livres para definir seus endereços
• As redes que desejam acesso à
internet devem solicitar endereçamento à
órgãos que controlam o acesso, entre
eles os ARIN (American Registry for Internet
Numbers - EUA) e a FAPESP no Brasil.
• Os endereços classe A e B são
praticamente impossíveis de serem
disponibilizados, devido a esgotamento.
• Já o classe C ainda está disponível,
porém já apresenta limitações.
• Necessidade de otimizar endereços:
NAT, DHCP, RADIUS etc
Endereçamento IP em Redes Locais

Endereço da Rede:
Endereço da Estação A na rede:
Endereço da Porta E0 no Router:
10.0.0.0
37
1
10.0.0.37
222.20.200.120
Estação A
Estação B
10.0.0.0
222.20.200.0
Endereço da Rede:
Endereço da Estação B na rede:
Endereço da Porta E1 no Router:
120
1
222.20.200.0
10.0.0.1 222.20.200.1
Endereçamento IP em Redes Distintas
E1
E0

Endereço IP Classe Rede Host
10.2.15.1
128.63.2.100
201.222.5.64
192.6.141.2
130.113.64.16
256.241.201.10
Identifique as classes do endereço, os números das Redes e Host:
Exercício

Endereçamento em Sub-Redes
172.16.0.1
172.16.0.2
.
.
.
172.16.255.254
E0
A Carrier (Operadora ou ISP) identifica a rede local de uma empresa como uma
única rede, sem nenhuma informação sobre sua estrutura interna. Sem o uso de
sub-redes, o espaço de endereçamento se torna ineficiente.
• A rede 172.16.0.0 ficará dedicada apenas a empresa A
• Dificilmente ela possuirá 65.532 hosts (216-2)
S0
Carrier
Empresa A

Endereçamento em Sub-Redes
172.16.2. 0 172.16.3. 0
172.16.1. 0
172.16.0.0
172.16.5. 0
172.16.4. 0
172.16.6. 0

• Permitem a divisão de uma rede em redes menores.
• Permitem melhor gerenciamento pelo administrador da LAN
• Permite melhor aproveitamento de endereçamento IP pela operadora
• Do ponto de vista externo, continua como uma única rede
• Do ponto de vista de endereçamento, sub-redes são uma extensão do número
da rede
• O administrador da sub-rede decide seu tamanho
• Endereços IP passam da forma: <rede><host> para <rede><subrede><host>
• O identificador da sub-rede é a Máscara (Subnet Mask)
• Todos os equipamentos de rede identificam a sub-rede pela máscara
• As decisões e tabelas de roteamento estão baseadas nas sub-redes
Sub-Redes IP

• O endereço IP tem o 32 bits de tamanho
• A máscara de sub-rede também possui 32 bits
• Sua função é identificar a porção de bits da rede, sub-rede e host.
• Formada por 4 octetos com uma seqüência binária de 1’s e 0’s.
• Os bits 1’s identificam a rede e sub-rede
• Os bits 0’s identificam o host
• As máscaras de sub-rede indicam quais dos bits no campo de host são usados
para especificar sub-redes.
Máscara de Sub-Rede (Subnet Mask)

200 38 125 Host
Endereço IP
Rede Host
255 255 255 0
Máscara de
Sub-rede
default
Rede Host
255 255 255
Máscara de
Sub-rede:
+ 3 bits =
27 bits
Rede Sub-Net Host
111 00000
Formato da Máscara de Subrede

11111111 11111111 11111111 11 000000
255 255 255 192
Máscara
de subnet
11001000 00010010 10100000 YY xxxxxx
200 18 160 SNet Host
Endereços
IP
O uso da máscara 255.255.255.192 resulta em 22-2=2 Net e 26-2=62 Hosts/subnet:
• 4 sub redes possíveis com 62 hosts cada
200.18.160.(00xxxxxx) (reservada para net)
200.18.160.(01xxxxxx)
200.18.160.(10xxxxxx)
200.18.160.(11xxxxxx) (reservada para broadcast)
Exemplo de Máscada de Sub-Rede

11001000 00010010 10100000 YY xxxxxx
200 18 160
endereço
Endereços válidos de Subnet Faixa de trabalho
“Endereços de Sub-Rede”
200.18.160.(01000000)=200.18.160.64
200.18.160.(10000000)=200.18.160.128
Broadcast
200.18.160.127
200.18.160.191
Faixa de Endereços
200.18.160.(65-126)
200.18.160.(129-190)
Hosts
Subnet
Exemplo de Endereçamento de Sub-Redes IP

A máscara pode ser compreendida também como um número inteiro que informa
a quantidade de bits de Net utilizados. Por exemplo uma máscara com valor
255.255.255.192, poderia ser representada como /26. Este tipo de notação é
empregada em protocolos de roteamento mais recentes:
XX XX XX XX
Octeto 1 Octeto 2 Octeto 3 Octeto 4
0
0 7
7 15
15 23
23 31
31
11 11 11 11
End.
Mask
200.
00 01 00 10
18.
10 10 00 00 10
00 00 00 00
11 00 10 00
11 11 11 11 11
11 11 11 11
160 128 -191
255. 255. 255. 192
Notações Recentes de Máscara

O mesmo raciocínio de sub-rede pode ser usado para dividir várias redes da
classe A em sub-redes otimizadas. Um endereço classe A, como por exemplo
10.X.X.X pode ser dividido de qualquer forma por meio da máscara.
11111111 00000000
11111111
SubNet Mask
Hosts
Subnet
111111 00
resulta em
214-2= 16382 SNet
210-2=1022 Hosts/subnet
Aplicações das Sub-redes
10 . 0 . 0 . 0
Endereço
255 . 255 . 252 . 0
End. da 1a
sub-rede
End. da última
sub-rede

Bits da Máscara de Sub-Rede
128 64 32 16 8 4 2 1
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

• O roteador extrai o endereço de destino IP de um pacote e compara com a máscara
de sub-rede.
• O roteador executa uma operação lógica AND para obter o número da rede. Durante
a operação lógica, a porção de host do endereço de destino é removida.
• As decisões de roteamento são então baseadas somente no número da rede.
11001000 00010010 10100000 10100000
Endereço destino 200.18.160.160
11111111 11111111 11111111 00000000
Máscara sub rede 255.255.255.0
Resultado após AND 200.18.160.0
AND
=
00000000
11001000 00010010 10100000
Determinando o Endereço da Sub-Rede

Exercício 1 - Subnetting
 Dado o endereço 210.50.4.0/24, determine:
 A classe do endereço
 Os endereços de rede e sub-rede considerando 28 bits de máscara
 O número de Sub nets e hosts válidos
 A faixa de endereços válidos em cada sub-net
1 1 1 1 0 0 0 0
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Acesso IP / WAN
Filial 1
Filial 2
Filial 3
Filial 4
Matriz
ISP
192.31.31.0
.1
.2

 A RDF corp possui 60 localidades distribuídas mundialmente
 Para interconectar essas localidades, optou-se pelo TCP/IP, utilizando-se para tal
um backbone internacional
 A política de crescimento da empresa está voltada a manutenção do número de
filiais, porém com uma perspectiva de crescimento no número de hosts em cada
filial.
 Desse backbone, recebeu o endereço 60.0.0.0
 Qual é a máscara mais adequada que você usaria para viabilizar sub-redes em
todas as localidades.
 Para a primeira sub-rede, informe:
 Seu endereço de sub-rede
 Seu endereço de broadcast
 A faixa de endereços de hosts válidos

Unicast
IP : 131.108.3.2 =
Ethernet : 0800.0020.1111
Broadcast
IP : 131.108.3.2 = ???
Eu preciso do
endereço Ethernet
de 131.108.3.2
Eu escutei aquele
broadcast.
Aqui está meu
endereço Ethernet.
131.108.3.1 131.108.3.2
• Dado o endereço IP
• Recebe-se o endereço Ethernet
• É implementado no topo da camada de enlace
ARP (Address Resolution Protocol)

 A deseja enviar mensagem para B
 A envia requisição broadcast ARP request com endereço IPB
 Somente o host B responde ARP reply
 A obtém endereço físico de B, MACB
 A atualiza MACB em cache
 A envia mensagem para MACB
200.18.160.129 200.18.160.158
Estação A Estação B
Processo de Realização do ARP

RARP (Reverse ARP)
Ethernet = 0800.0020.1111
IP = 131.108.3.25
Ethernet = 0800.0020.1111
IP = ???
Eu não possuo
meu endereço IP.
Alguém pode me
informar?
Eu escutei aquele
broadcast. Seu IP é
131.108.3.25
131.108.3.2
• Dado o endereço Ethernet
• Recebe-se o endereço IP
• É implementado no topo da camada de enlace
RARP
Server

 RARP – Reverse Address Resolution Protocol
 Encontra o endereço IP correspondente ao endereço físico
 Ocorre quando um host sem disco é inicializado
 Este host inicializado envia uma mensagem RARP Request para o
servidor RARP
 O servidor RARP envia mensagem RARP reply informando o endereço
IP do host solicitante
RARP - Características

DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)
 Estende a funcionalidade do BOOTP permitindo alocação dinâmica
de endereços IP.
 Permite o repasse de outras opções de configurações especificas
em cada ambiente operacional.
 Se utiliza do mecanismo Relay Agent do BOOTP
 Definido na RFC 1541, de 1993

DHCP
Broadcast
DHCPDISCOVER
Onde estão os
servidores DHCP?
Server
Minha
Oferta!
DHCOFFER
Endereço IP
Server
Minha
Oferta!
DHCOFFER
Endereço IP
Server
Minha
Oferta!
DHCOFFER
Endereço IP

DHCP
DHCPACK
Broadcast
DHCPREQUEST
Vou usar o
Endereço IP que você me
ofereceu
Server
Pode usar.
Server
Server

Aplicação
Transporte
Internet
Interface
de rede
Hardware
ICMP
Destino
Inalcançável
Eco ( ping )
Outros
ICMP - Internet Control Message Protocol
O Protocolo de Controle
de Mensagens Internet
(ICMP) é implementado
por todos os hosts
TCP/IP.
As mensagens ICMP são
transportadas em
datagramas IP e são
usadas para enviar
mensagens de erro e de
controle.

Gerados pelo comando ping
Eco e Resposta ao Eco ICMP echo reply
ICMP echo
B está
alcançável ?
Sim, eu
estou aqui.
Exemplo de aplicação ICMP - O Comando Ping
B
A

Enviar dados
para 4.0.0.2.
Eu não sei como
chegar em 4.0.0.0!
Enviarei uma mensagem
ICMP.
Rede
Corporativa
ICMP: Destino Inalcançável
Pacote para 4.0.0.2
Host, porta ou Rede inalcançável
A
Processo de ICMP
1.0.0.0 e0
2.0.0.0 s0
3.0.0.0 s0
s0
e0
1.0.0.1 1.0.0.2

O Pacote ICMP é enviado para a estação emissora encapsulado em um
pacote IP.
Cabeçalho ICMP Dados ICMP
Mensagem ICMP
Cabeçalho IP
Datagrama IP
Cabeçalho ICMP

Exemplo do ICMP - Destination Unreachable
Enviar dados
para 200.7.10.15
Eu não sei como
chegar em 200.7.10.15
Rede WAN
ICMP: Destino Inalcançável
200.7.10.15
Host, porta ou Rede inalcançável
200.10.30.8
200.10.30.0

NAT (Network Address Translation)

Utilização do NAT
 Voce precisa conectar a internet e os seus computadores não
possuem endereço IP válido para a internet.
 Voce muda para um novo isp e isto requer que altere todo o
endereçamento de sua rede.
 Fusão de duas intranetes com endereços IP privados duplicados.
 Você deseja, de forma básica, utilizar o balanceamento de carga.
 Elimina a necessidade de atribuir um novo endereço IP a cada host
quando se muda para um novo provedor de serviços Internet (ISP).

Definição dos termos NAT
10.1.1.1
10.1.1.2
SA
10.1.1.1
NAT
border
router
Internet
SA
192.168.2.2
Interno Externo
Endereço local interno
Endereço global interno
Endereço local externo
Endereço local externo
Endereço global externo

Principais Recursos do NAT
Rede Interna (Inside)

Token
Ring
• Protocolos de Roteamento
Protocolo Roteável
Protocolo roteável X Protocolos de roteamento
Protocolo Roteável
IP IP
RIP v1, RIP v2
OSPF
Protocolos Roteáveis x Protocolos de Roteamento: Protocolos roteáveis são aqueles que
suas PDUs - Protocol Data Units - podem ser roteadas pela rede e transportam os dados da
aplicação. Os protocolos de roteamento são aqueles que usam algoritmos para rotear as os
protocolos roteáveis.
Por exemplo: IP é um protocolo roteável RIP é um protocolo de roteamento

 Roteamento é a capacidade de transferência de informações da fonte ao
destino na camada de rede.
 O Roteador necessita dos seguintes componentes para rotear:
 Conhecer o endereço destino
 Identificar as fontes de aprendizado de rotas
 Descobrir rotas possíveis
 Determinar as melhores rotas através dos algoritmos
 Construir tabelas de roteamento
 Manter e trocar de mensagens entre roteadores para atualização de suas
tabelas
Protocolos de Roteamento IP

Métricas: Critérios que permitem a escolha das melhores rotas numa tabela de roteamento.
As métricas mais usadas são:
Número de saltos (hops)
Largura de Banda
Confiabilidade do enlace (Medida em taxa de erro)
Retardo (Depende das filas, buffers, congestionamento)
Carga (Medida da ocupação de um recurso na rede)
Algoritmos de Roteamento - Características

Tabela de Roteamento
222.20.180.37
222.20.180.1 222.20.200.1
222.20.180.38
222.20.180.39
E0 E1
222.20.200.04
222.20.200.14
222.20.200.24
Tabela de Roteamento
Rede Interface
222.20.180.0 E0
222.20.200.0 E1
20.2.2.0 E2
20.2.2.1 E2
.11 .12 .13

Protocolos de Roteamento Interiores x Exteriores
Protocolos de
Roteamento Exterior
AS = 100 AS = 200
Protocolos de Roteamento Interior:
• RIP v1 e v2
•OSPF
• IS-IS
• BGP-4
• EGP

Protocolos de Roteamento Interiores em uma AS:
 RIP Routing Information Protocol
 IGRP Interior Gateway Routing Protocol
 OSPF Open Shortest Path First
 IS-IS Intermediate System to Intermediate System
Protocolos de Roteamento Interior

 Estáticos:
Utilizam tabelas de rotas estabelecidas pelo administrador da rede
Devem ser atualizadas manualmente sempre que ocorrem mudanças
Utilizadas quando se tem apenas um caminho para o destino (acesso Internet)
Nenhum consumo de banda, pois não há atualizações (updates)
 Dinâmicos:.
Rotas são aprendidas de forma automática
Mudanças são automaticamente incorporadas.
As tabelas de rotas são construídas dinamicamente
Ocorre consumo de banda pelas atualizações periódicas das tabelas
Algoritmos de Roteamento - Características

Rotas Estáticas
10.8.3.0 10.8.4.0
Internet
10.8.13.0 10.8.14.0
10.8.15.0
10.8.16.0
10.8.17.0
10.8.18.0

Empresa A
192.67.67.0
Rotas Default
Internet
A Empresa definiu o endereço next-hop 192.67.67.2 como rota default.
Rota Default é um tipo de rota estática que define a rota padrão que o roteador deve
utilizar para encaminhar os pacotes endereçados a redes não específicas em sua tabela
de roteamento.
Rotas Default são usualmente utilizadas para o acesso das empresas à Internet.
.2 .1

• A decisão da melhor rota
muda conforme alterações da
topologia ou características
dinâmicas da rede
• Necessidade de atualização
periódica nas tabelas de rotas
• Os protocolos de roteamento
devem buscar o menor tempo
de convergência possível
Rotas Dinâmicas
?
172.16.1.0/24
172.16.2.0/24

Distance Vector (Vetor de distância)
• Roteadores não conhecem como a rede está interligada
• Convergência demorada
• Maior consumo de largura de banda
• Anúncios periódicos de toda a tabela de rotas
Link State (Estado do enlace)
• Roteadores conhecem como a rede está interligada
• Rápida Convergência
• Menor consumo de largura de banda
• Anúncios periódicos de Link State Advertisement
Distance Vector X Link State
Tipos de Roteamento Dinâmico

Distance Vector
• RIP - Routing Information Protocol
• RIP v2
• IGRP - Interior Gateway Routing Protocol
• BGP ** - Border Gateway Protocol
• EIGRP * - Enhanced IGRP
Link State
• OSPF - Open Shortest Path First
• IS-IS - Intermmediate System to Intermmediate System
• NLSP - Netware Link Services Protocol
* Também intitulado ‘Advanced Distance Vector’
** Também conhecido como ‘Path Vector’
Tipos de Roteamento Dinâmico - Exemplos

• Conjunto de Roteadores que estão sob o
controle de uma administração comum.
• Para cada sistema autônomo
(AS - Autonomous System) é dado um único
número de identificação
• Se o AS estiver anunciando rotas na
internet, o número do AS deve ser definido
pelo IANA - Internet Assigned Number
Authority
• Na internet, um ISP é normalmente uma
AS.
• Uma empresa que tenha vários roteadores
é uma AS, porém com uma numeração
privada definida pela IANA.
Sistemas Autônomos (AS)
AS

 Mantém em sua tabela apenas a melhor rota para cada destino
 A métrica utilizada é o número de hops (cada roteador representa 1 salto).
 Especificado pelo RFC 1058
 Utiliza algoritmo de vetor de distância - Bellman-Ford
 Atualizações de tabelas de 30 em 30 segundos
 Se a rota atingir 180 seg sem resposta, ela torna-se inválida
 Bom funcionamento em sistemas pequenos de porte
 Limite de “hops” igual a 15 (o pacote se perde no 16º hop)
 Fácil interação com equipamentos Unix (Distribuído com o BSD UNIX)
 Voltado para redes pequenas
 Classful (Sempre anuncia redes com a máscara padrão) RIP v1
RIP - Routing Information Protocol

E1
64Kbps 64Kbps
Caminho 1= 2 hops
Caminho 2 = 3 hops
• RIP utiliza hop counts (‘número de saltos’)
• A largura de banda não é levada em conta
RIP - Métrica

OSPF: Open Shortest Path First
 Testa o estado de cada link (ligação direta de cada roteador) através de
envio de “Link State Advertisements” e pacote Hello periódicos
 Cada roteador processa o LSA recebido considerando basicamente a banda
o enlace
 O resultado desse processamento é enviado para seus vizinhos, ou seja, os
roteadores conectados diretamente a ele.
 O método para escolha da melhor rota é o algoritmo Djikstra (SPT - Shortest
Path Tree), nome dados em homenagem ao autor
 Esse método calcula a melhor rota para que o pacote seja entregue no
menor tempo possível
 Todos os roteadores conhecem a topologia da rede (LSDB)
 Similar ao algorítmo Spanning-Tree utilizado nas redes de switches

ROT 1
“LSA” para os
links - ROT 3
Receber LSA
Replu
ROT 6
ROT 2
ROT 3
ROT 4
ROT 5
Recebe o LSA
Processa-o
Envia um LSA reply
Recebe o LSA
Processa-o
Envia um LSA reply
Recebe o LSA
Processa-o
Envia um LSA reply
Recebe o LSA
Processa-o
Envia um LSAreply
LSA - Link State Advertisement
Após a convergência, forma-se a LSDB

 Anúncio de rotas por estado de enlace e caminho mais curto
 Atualizações somente em caso de mudança de estado de enlace
 Mais eficiente que o RIP e o IGRP
 Projetado para permitir a rápida convergência da rede
 Possui processo de autenticação entre roteadores (MD-5)
 Representa a topologia da rede como um mapa calculando o caminho
mais curto para os destinos
 Refresh das link states de 30 em 30 minutos
 É como se todos os roteadores tivessem o mapa de toda a rede, (LSDB)
porém, com os caminhos mais curtos para se alcançar os destinos, já que
cada roteador está um em determinado ponto na topologia da rede.

Exemplo de Topologia OSPF
Area 1
Area 2
Area 3
Area 0 -
Backbone Area
ABR
ABR
ABR

RIP
OSPF
IS-IS
Facilidade OSPF: Redistribuição de Protocolos
Redistribuição
ABR: Area Border
Router
Interfaces em 2
protocolos diferentes
Redistribuição

 EGP: Exterior Gateway Protocol
 Protocolo que faz o roteamento e comunicação entre AS
 Foi o primeiro protocolo de roteamento exterior (RFC 827 e 904)
 Implementado sobre uma estrutura de transporte UDP
 Utiliza Mecanismo de Aquisição de Vizinhos: permite que um roteador
solicite a outro que troquem informações de acessibilidade
 Os roteadores vizinhos EGPs trocam periodicamente mensagens de
atualização do roteamento (Pacotes Hello)
 Suporta conexão com apenas um único ISP (Internet Service Provider)
 Para manter sua tabela de roteamento atualizada, o EGP envia
periodicamente toda a sua tabela para os vizinhos, elevando o consumo de
banda e processamento dos roteadores.
EGP - Protocolo de Roteamento Externo

 BGP (Border Gateway Protocol)
 Utilizam conexões TCP para comunicação entre si
 Executa o roteamento entre AS.
 BGP substitui seu prececessor EGP, tornando-se protocolo padrão de
roteamento na Internet.
 Os roteadores de “core” utilizam o BGP version 4.
BGP-4 BGP-4
IGP
IGP
AS200
AS100
BGP - Protocolo de Roteamento Externo
AS65

BGP 4- Border Gateway Protocol
 A função básica do BGP é trocar informações sobre as rotas entre os
Sistemas Autônomos (AS).
 O BGP, ao contrário do EGP, não enviam regularmente as
atualizações de roteamento, reduzindo consumo de banda
 BGP permite múltiplas rotas de mesmo custo (ECMP - Equal Cost
Multi-Path), garantindo redundância para grandes redes.
 Permite sumarização de endereços
 Métricas usuais no protocolo BGP:
 Número da AS que a rota percorre
 Estabilidade do enlace
 Velocidade do enlace
 Custo

Transmission Control
Protocol ( TCP )
User Datagram
Protocol ( UDP )
Aplicação
Transporte
Internet
Interface
de rede
Hardware
Camada de Transporte

 Protocolo de camada 4 orientado a conexão - RFC793
 Viabiliza conexão confiável fim-a-fim
 Opera em modo orientado a conexão
 Possibilita adequado controle de fluxo através da janela
deslizante
 Permite utilizar controle de erros através de algoritmos de
checksum
 Permite várias conexões TCP simultâneas no mesmo host
 Realiza a abertura de conexão através de Handshake triplo
Protocolo TCP - Transmission Control Protocol

Transport Layer
Network Layer
Data Link
Physical
Session
Presentation
Application
Ethernet
Camada Física
Token Ring
Camada Física
EIA/TIA 232 / V35
Ethernet
CSMA/CD
Token Ring FR/PPP
IP
TCP UDP
T
E
L
N
E
T
F
T
P
S
M
T
P
D
N
S
T
F
T
P
S
N
M
P
23 20/21 25 53 69 161
6 17
ICMP ARP RARP
Arquitetura TCP/IP - “Well Know Sockets”

HLEN.
4 bits
Número do porta de origem
16 bits
Número de Seqüência
32 bits
Tamanho da janela
16 bits
Opções (se existir)
Dados
20
bytes
Reservado
6 bits
Número da porta de destino
16 bits
Número de ACK (Reconhecimento)
32 bits
Checksum TCP
16 bits
Ponteiro de Urgência
16 bits
U
R
G
A
C
K
P
S
H
R
S
T
S
Y
N
F
I
N
Cabeçalho TCP

Source
Port
Dest.
Port
…
Host A
1028 23 …
SP DP
Host Z
Telnet Z
Dest. port = 23.
Envie os pacotes
para a aplicação
Telnet
Portas TCP

Triplo HandShake TCP / Estabelecer conexão
Envia SYN
(seq=100 ctl=SYN)
SYN recebido
Envia SYN, ACK
(seq=300 ack=101 ctl=syn,ack)
Estabelecido
(seq=101 ack=301 ctl=ack)
Host A Host B
1
2
3
SYN recebido

Source
Port
Dest.
Port
…
Sequence
#
Acknowledgement
#
1028 23
Source Dest.
11
Seq.
101
Ack.
1028 23
Source Dest.
10
Seq.
100
Ack.
1028
23
Source Dest.
11
Seq.
100
Ack.
1028
23
Source Dest.
12
Seq.
101
Ack.
Recebi o #10,
Agora preciso do
#11.
Acabo de
enviar #10
Sequencia TCP e Números de ACK

Host A Host B
ACK TCP Simples
No exemplo ao lado:
• O tamanho da janela
é 1
• Com esse tamanho,
cada segmento deve
ser reconhecido (ACK)
antes que outro
segmento possa ser
enviado.
• Resulta num uso
pouco eficiente da
banda
Envia 1
Recebe 1
Envia ACK 2
Recebe ACK 2
Envia 2
Envia 3
Recebe 2
Envia ACK 3
Recebe 3
Envia ACK 4
Recebe ACK 4
Recebe ACK 3

Janela Deslizante TCP
Host A Host B
Envia 1
Envia 2
Envia 3 Recebe 1
Recebe 2
Recebe 3
Envia ACK 4
Recebe ACK 4
Envia 4
Envia 5
Envia 6
Recebe 4
Recebe 5
Recebe 6
Envia ACK 7
Recebe ACK 7
No exemplo ao lado:
• O tamanho da janela é 3
• Um tamanho de janela
maior permite que mais
dados sejam transmitidos
enquanto se espera um
reconhecimento.
• O termo janela deslizante
se refere ao fato do
tamanho da janela se
adequar dinamicamente
durante a sessão TCP.
• A janela deslizante
possibilita o uso otimizado
da banda

101 201 301
Confiabilidade do TCP
401 501 601 101 201 301 401 501 601
Envia 101
Envia 201
Envia 301
Ack 401
Envia 401
Envia 501
Envia 601
Ack 501
Envia 501
Ack 701
Janela = 300 bytes
X

Termino da Sessão TCP
Host A Host B
Modo Ordeiro
Host A Host B
Modo Abrupto

 Protocolo de camada 4
 Opera em modo não orientado à conexão (connection less) - RFC 768
 Oferece protocolo sem confiabilidade
 Não há campos de seqüência ou de reconhecimento
 Os protocolos da camada de aplicação (superiores) devem prover
reconhecimento para haver confiabilidade.
 Os protocolos que utilizam UDP são TFTP (Trivial File Transfer Protocol), SNMP
(Simple Network Management Protocol), NFS (Network File System) e DNS (Domain
Name System)
 Possibilita várias conexões UDP simultâneas no mesmo host
Protocolo UDP - User Datagram Protocol

Formato do Segmento UDP
Número do porta de origem
16 bits
Dados
8
octetos
Número da porta de destino
16 bits
Comprimento
16 bits
Checksum
16 bits

Telnet
FTP - File Transfer Protocol
TFTP - Trivial File Transfer Protocol
SMTP - Simple Mail Transfer Protocol
DNS - Domain Name System
SNMP - Simple Network Management Protocol
HTTP - Hyper Text Transport Protocol
Aplicação
Transporte
Internet
Interface
de rede
Hardware
Camada de Aplicação TCP/IP - Visão Geral

TELNET
 Permite emulação de terminais remotos.
 Compatível com os padrões VT100, VT220 e VT340
 Utiliza o TCP como protocolo de transporte
 Na ausência dos emuladores padrões, possui emulação de
terminal NVT (Network Virtual Terminal)
 Utiliza a well know port 23
 Sua função reside na negociação de parâmetros para suportar
a emulação do terminal, echos e tipo do terminal

FTP - File Transfer Protocol
 Provê serviços de transferência bidirecional de arquivos
 Definido pela RFC 959
 Utiliza o TCP como transporte
 A segurança é implementada através de login no servidor FTP
 Os comandos FTP independem do ambiente operacional
 Tipos de arquivos suportados:
 ASCII
 Binário
 Cada sessão FTP utiliza o port 21 para troca de comandos e port 20
para transferência de dados
 Serviço mais utilizado na Internet antes do HTTP (Web)

Interface
do usuário
Interpretador
do protocolo
do usuário
Função de
transferência
de dados
do usuário
Interpretador
do protocolo
do servidor
Função de
transferência
de dados
do servidor
Usuário
Server
Conexão de
controle
(comandos FTP
respostas FTP)
Transferência de dados
Servidor FTP
Diagrama de Conexões FTP
21
20

• Utiliza o UDP como transporte
• Possui um conjunto de comandos mais limitado que o FTP
• Possui menor overhead por utilizar o UDP
• Não possui autenticação, nem mecanismos se segurança
• Utiliza mensagens de confirmação, erro e pedido de re-
transmissão dos pacotes perdidos
• Utilizado para carga remota de arquivos de configuração e
sistemas operacionais, usualmente em estações diskless
• Utilizado também para upgrade de sistemas operacionais de
roteadores
TFTP - Trivial File Transfer Protocol

 Protocolo de gerenciamento que se tornou padrão na Internet
 Facilita o intercâmbio de informações de gerenciamento entre os
dispositivos de rede
 O IAB - Internet Activities Board foi o comitê responsável pela
escolha do SNMP como protocolo mais adequado para as
características da Internet em 1988.
 O SNMP divide o gerenciamento de rede em 3 elementos básicos :
 Gerenciador
 Objeto gerenciável/Agente SNMP
 Protocolo de gerenciamento

 O Gerenciador solicita informações ao objeto gerenciado utilizando SNMP.
 No objeto gerenciado, o Agente SNMP responde com as variáveis
(informações) solicitadas
 O conjunto de informações agrupadas e organizadas hierarquicamente
forma-se a MIB (Management Information Base)
 A MIB pode ser entendida como uma árvore, onde os elementos
gerenciáveis são alocados hierarquicamente
 Cada estação gerenciável recebe um endereço denominado Object ID
 Alguns fabricantes podem adicionar um conjunto de variáveis que podem ser
coletadas por agentes proprietários, agrupadas em MIB privadas.

Funções do Gerenciamento
Gerência de
Bilhetagem
Gerência de
Configuração
Gerência de
Falhas
Gerência de
Performance
Gerência de
Segurança
Gerencia
SNMP
Normalmente as plataformas
de gerenciamento possuem
ferramentas específicas para
cada uma das áreas de
gerenciamento.

 Mecanismo que implementa uma hierarquia de nome de máquina
para as redes TCP/IP
 Realiza o mapeamento os nomes do hosts para endereços IP
 O DNS opera na estrutura cliente-servidor
 O Cliente tem a função de coletar as informações e fazer a solicitação
para os Name Servers
 Os Servidores de nomes tem a função de manter atualizadas as
informações sobre os nós da rede
 A Estrutura do DNS é similar a estrutura de diretórios de um PC ou
estação UNIX
 O domínio das organizações brasileiras são um sub-domínio da
Internet com a extensão ”.br”, são gerenciados pela Fapesp.
DNS - Domain Name System

Servidores DNS
www.isp1.com ?
DNS Server (local)
www.isp1.com 192.10.10.10
www.isp2.com 192.20.20.20
Internet
isp1.com
isp2.com
isp3.com
isp4.com
DNS Server (carrier)
www.isp1.com 192.10.10.10
www.isp2.com 192.20.20.20
www.isp3.com 192.30.30.30
www.isp4.com 192.40.40.40
www.isp4.com ?

• Correio eletrônico gratuito do UNIX
• Por sua vez, tornou-se padrão na internet
• Suporta apenas textos (ASCII) não formatados
• Sua funcionalidade foi ampliada pelo MIME (Multiporpose Internet
Mail Extensions), para suportar tipos de letras, cores, multimedia,
arquivos de áudio e binários anexados à mensagens.
• Definido no RFC 821
• O SMTP Server operando em conjunto com o protocolo POP3 - Post
Office Protocol V3, serviços de resolução de nomes DNS (Domain
Name System) e protocolo TCP no port 25.
SMTP - Simple Mail Transfer Protocol

 O usuário edita a mensagem e especifica um destinatário:
abc@empresa.com.br
 Quando o usuário realiza o comando SEND, a mensagem é
passada para o SMTP client da estação.
 O SMTP cliente inicia uma conexão TCP no port 25 do SMTP
Server.
 O SMTP Server autentica o usuário e encaminha a mensagem.
SMTP - Processo de Envio de Mensagens
Origem: tyler@isp1.com
Destino: john@isp2.com.br
SMTP Client
Conexão no port 25
SMTP Server no isp1.com
Envio da mensagem Internet

 O SMTP Server, responsável pelo envio da mensagem, busca localizar o
destinatário.
 Utiliza para tal a resolução de nomes DNS. (Domain Name System)
 O DNS informa o endereço IP do SMTP Server do destinatário.
 O SMTP Server da origem estabelece então uma conexão TCP no port 25 do
SMTP Server destino e inicia a transferência da mensagem.
 O SMTP Server destino armazena a mensagem em uma caixa postal (mail box)
até ser lida pelo host destino.
 O Host destino utiliza a aplicação POP3 para verificar periodicamente recebimento
de novas mensagens.
SMTP - Processo de Envio de Mensagens
Destino:
john@isp2.com
SMTP Client
Conexão no port 25
SMTP Server no
isp2.com
MailBox POP3
Verifica mensagens no MailBox POP3
Internet
DNS Server

Cliente
Web Browser
IP
Estabelece a conexão
HTTP://WWW....
Recebe o arquivo em
linguagem HTML que
descreve a página WEB
World Wide Web - WWW
ISP
Web Server
80

HTTP - Hypertext Transport Protocol
 Definida nas RFC 1945 e 2068
 Para se acessar um serviço WWW é necessário um Web Browser que
entenda a linguagem HTML (HyperText Markup Language)
 O Web Browser é um interpretador de HTML que requisita documentos
ao Web Server através do protocolo HTTP e os monta no cliente.
 Os URLs (Uniform Resource Locators) servem para especificar a
localização da informação e recuperá-la na internet.
Exemplo de um URL: http://www.siemens.com.br
 Utiliza a conexão TCP - port 80

Módulo 3 - WAN
 Características das redes WAN
 Redes WAN Determinísticas
 Protocolo HDLC e PPP
 Protocolo Frame Relay
 POS - Packet Over Sonet
 ATM - Asynchronous Transfer Mode
 ISDN

Classificação das Redes
Abragência das Redes
LAN : Local Area Network
Velocidades típicas: 4 a 1000 Mbps
Geograficamente limitada - até 2 Km
MAN: Metropolitan Area Network
Velocidade típicas: até 155 Mbps
Área metropolitana - poucas dezenas de Km
WAN: Wide Area Network
Velocidades típicas: de 155 Mbps a 10 Gbps
Apropriadas para longas distâncias

Tipos de Conexões:
Ponto a ponto Multi ponto
HDLC
PPP
POS
Frame Relay
ATM
Classificação das Redes

Redes WAN
Determinísticas

Frame E1 - Channalized
Sinalização de Voz CAS
Alinhamento de
de quadro
0 16 31
Time-slot
64 kbps
Largura de banda: 32 x 64 kbps = 2048 kbps
...
Channel Group 1
Channel Group 2
E1 Port 0
Channel Group 1
timeslots 1-4 256Kbps
Channel Group 2
timeslot 5-8 256 Kbps
Channel Group 3
timeslot 20-21 128 Kbps
Channel Group 3

Exemplo de aplicação TCP/IP com Redes Determinísticas
Switch 1
Administrativo
Switch 2
Salas de Aula
LAN: 18 PC´s
LAN: 10 PC´s
V.35
512Kbps
Mux TDM
E1/E3
Switch 3
Financeiro
LAN: 10 PC´s
V.35
512Kbps
Nesse exemplo, a rede WAN TDM
opera transparentemente a protocolo,
através dos MUX TDM
M M
M
M
M
M
Server

Protocolos HDLC e PPP

Protocolo HDLC- High Data Link Control Protocol
 Protocolo de camada 2 - Data Link Layer
 Possibilita conexão WAN em linhas seriais ponto-a-ponto
 Encapsula pacotes de camada 3: IP, IPX, etc em linhas seriais
 Originado do aprimoramento do SDLC
 Protocolo padrão de mercado
 Formato do Quadro HDLC:
Flag Address Control Data Variable FCS
1 byte 1 byte 1 byte Variable 2 bytes
Flag
1 byte

Aplicação HDLC
HDLC
LAN: 18 PC´s
LAN: 10 PC´s
Server
V.35
HDLC
IP
Physical
Layer
Data Link
Layer
Network
Layer
Slot/Port
IP Address
Mask

Protocolo PPP - Point to Point Protocol
 Conexão WAN em linhas seriais ponto-a-ponto
 Encapsula pacotes (camada 3: IP, IPX, etc) em linhas seriais
 Divide a camada de enlace em 2 partes:
 Link Control Protocol (LCP)
 Network Control Protocol (NCP)
 Formato do Quadro PPP:
Flag Address Control Protocol Data Variable FCS
1 byte 1 byte 1 byte 2 bytes Variable 2 ou 4 bytes
Flag
1 byte

Possui 2 componentes:
 Protocolo de Controle de Enlace LCP (Link Control Protocol):
ativa, testa, negocia opções e desativa a conexão
 Protocolo de Controle de Rede NCP (Network Control Protocol):
negocia as opções da camada de rede independentemente do protocolo
de camada 3 utilizado
Componentes do PPP

Protocolo de enlace de dados usado para encapsular datagramas IP em quadros para
transmissão serial, tendo como funções:
LCP - Link Control Protocol:
 Configuração e teste da qualidade da linha
 Detecção de erros de transmissão
 Compressão de dados (opcional)
 Responsável pela Autenticação (PAP e CHAP)
PPP - Point to Point Protocol
Encapsulamento IPoPPP
IP
PPP
Layer 1

Protocolo PAP
 PAP - Password Authentication Protocol
 No PAP, as senhas são enviadas como texto simples, com
total exposição
 Método mais simples de autenticação
 Opera no formato “hand-shake” de 2 vias
hostame: Fabrica3
Senha: SIEMENS
Fabrica3, SIEMENS
Accept / Reject
Fabrica3 Central
userame: Fabrica3
Senha: SIEMENS

Protocolo CHAP
 CHAP - Challange Handshake Authentication Protocol
 Envio de mensagem “challenge” (pergunta) pelo roteador. A senha
não é enviada, por questões de segurança
 O roteador remoto responde com um valor calculado por um algoritmo
(HASH) tipicamente MD5 -Message Digest 5
 Método mais sofisticado de autenticação, através da criptografia
 Opera no formato “hand-shake” de 3 vias
Response
Accept / Reject
Challenge
HASH
HASH
hostname: Fabrica3
Senha: SIEMENS
Fabrica3 Central
username: Fabrica3
Senha: SIEMENS

Protocolo
Frame Relay

Router A
Router B
Router C
Router D
O PPP pode ser utilizado para a solução abaixo?
1 interface
V.35

Os PVCs (canais lógicos) Frame Relay
são identificados pelo DLCI: Data Link
Connection Identifier.
Frame Relay
Router A
Router B
Router C
Router D
1 interface
V.35
100
200
300
100
200
400
400
300

Características do Frame Relay
 Baseado em Circuitos Virtuais Permanentes (PVC) ou Comutados (SVC)
 Normalizado pelo Frame Relay Forum. (http://www.frforum.com)
 Serviço orientado a conexão baseado no endereçamento de PVCs, ou
canais lógicos.
 Múltiplos canais lógicos suportados por interface física
 Definido para velocidades de 64 Kbps até 34 Mbps
 Tamanho de Frame (quadro) variável até 4096 octetos
(atualmente tem se trabalhado com um quadro de 1500 octetos)
 As funções do Frame Relay foram implementadas na camada 2 do modelo
OSI
 Em caso de falhas ou perda de frames, o pedido de retransmissão é tarefa
dos “end-points”.

Router A
100
200
300
Router B
110
Router C
210
220
Router D
310
320
Switch FR Table
100 420
200 553
300 851
Switch FR Table
420 110
Switch FR Table
553 210
590 220
S S
S
S
Switch FR Table
851 310
590 320
Switching Frame Relay

Router B
DLCI 200
Router A
DLCI 100
LMI LMI
LMI - Local Management Interface
- Indica o estado do PVC Frame Relay
- Responsável pelos Keepalives
• ANSI - Anexo D
• Q.933a - Anexo A
• Proprietários
Sinalização Frame Relay
S S
S
S
S S

Router B
DLCI 200
Router A
DLCI 100
LMI LMI
• Associa endereço de rede com DLCI
• Manual
• Dinâmico (InArp)
IP
20.1.1.1
DLCI 100 20.1.1.1
Mapeamento de Endereço em Frame Relay
DLCI 200 20.1.1.2
IP
20.1.1.2
S S
S
S
S S

Router B
DLCI 200
Router A
DLCI 100
LMI LMI
IP
20.1.1.1
IP
20.1.1.2
3
3
Router A Informa seu IP (20.1.1.2)
Router B Informa seu IP (20.1.1.1)
5
Router A Informa seu IP (20.1.1.2)
Router B Mapeia
IP 20.1.1.2 com DLCI 200
Router A Mapeia
IP 20.1.1.1 com DLCI 100
4
4
6 6
Keepalive Keepalive
1 Solicita Estado 1
Solicita Estado
2 DLCI 100 ativo
2
DLCI 200 ativo
InArp x LMI

BECN / FECN
Router B
DLCI 200
Router A
DLCI 100
S
S
S
S
S S
Congestionamento
nos Switches FR
BECN
Recebimento de Frame
com BECN =1
Sinaliza para o DTE que
reduza sua taxa de
transmissão para CIR
Tem a função de reduzir o
congestionamento nos
buffers FR na operadora
FECN
Recebimento de Frame com
FECN =1
Sinaliza para o DTE que não
peça retransmissão dos
frames perdidos pelo
congestionamento
Tem a função de reduzir os
pedidos de retransmissão
para o Router A

Os PVCs (canais lógicos) ATM são
identificados pelo VPI/VCI:
Virtual Path Identifier / Virtual Circuit
Identifier.
ATM - Modo de Transferência Assíncrono
Router A
Router B
Router C
Router D
1 interface
STM-1
VPI
VPI
VPI
VPI
VCI
VCI
VCI

 Prover múltiplos serviços na mesma rede:
 Telefonia (voz)
 Video sob demanda
 Comunicação de dados
 Internet de alta performance
 Garantia de QoS (Quality of Service)
 Tecnologia de camada 2 adequada para altas velocidades com a
vantagem de possuir múltiplos canais lógicos por interface
 Células de tamanho fixo garante elevada a capacidade de comutação
 Estatístico (Alocação Dinâmica de Banda)
 Baseado em padrões abertos (Forum ATM)
 Orientado à conexão (PVC ou SVC)
Por que ATM ?

MODELO OSI CAMADA MODELO ATM
1
FÍSICA FÍSICA - PHY
2
ENLACE CAMADA ATM
3
REDE
CAMADA AAL
4
TRANSPORTE
CAMADAS
SUPERIORES
5
SESSÃO
6
APRESENTAÇÃO
7
APLICAÇÃO
Modelo de Referência OSI

Processo de Segmentação ATM
AAL
ATM Adaption Layer
ATM
PHY

SUPERIOR
AAL
ATM
FISÍCA FISÍCA
ATM ATM
FISÍCA FISÍCA
ATM
AAL
SUPERIOR
ATM
FISÍCA
Exemplo de Aplicação ATM
IP
PPP
AAL5
TCP
ATM
PHY
ATM
PHY
IP
PPP
AAL5
TCP
ATM
PHY

Funções De Camadas Superiores
AAL
CS
Convergência
SAR
Segmentação / Remontagem
ATM
Geração/Extração de cabeçalho
Tradução VPI / VCI
PHY
TC
Desacoplamento da Taxa
Cálculo do Hec/Delineamento
PM
Sincronismo
Formatação do Frame
Gerenciamento
das
camadas
Modelo de Referência ATM

IP, IPX, PPP etc
N + PAD = 40 BYTES
8 BYTES
SDU=1 N
Onde N <= 40 bytes Trailer
PAD
SDU=0 48 Bytes
SDU=0 48 Bytes
SDU=0 48 Bytes
SDU=0 48 Bytes
Segmentação AAL-5

AAL
ATM
PHY
Camada ATM
 Geração / Extração do cabeçalho (VCI / VPI)
 Comutação VPI / VCI
Virtual Path Identifier
Virtual Channel Identifier
 Formatos de cabeçalho ATM
• UNI - Interface Usuário - Rede
• NNI - Interface Rede - Rede

Serviços CBR
Serviços VBR (Real time e Not Real Time)
Serviços ABR (Através da reserva MCR - Minimum Cell Rate)
Serviços ABR + UBR (banda de melhor esforço)
Largura
de
Banda
Física
Serviços CBR
Serviços VBR RT e NRT
Serviços ABR + UBR
Serviços ABR
Prioridade na Ocupação de Banda

Virtual Private Network - VPN
 Rede corporativa apoiada em uma infra-estrutura pública
compartilhada, garantindo a mesma segurança, gerenciamento e
desempenho de uma rede privativa.
 O uso dos protocolos L2TP trazem confiabilidade para as VPN
trafegarem com segurança nas nuvens IP atuais.
 Vantagens:
 Custo reduzido, quando comparado às redes privativas
 Maior flexibilidade
 Menor esforço para gerenciamento
 Simplicidade de topologia, eliminando-se os PVCs estáticos

 Alternativas de Proteção nas VPN
 Túneis e Encriptação (IPSec)
 Autenticação de roteadores
 Firewall e Detecção de intrusos
 Autenticação de usuário AAA (RADIUS ou TACACS+)
 QoS
 Classificação de pacotes
 Policiamento e Modelamento de tráfego
 Prevenção de congestionamento e gerenciamento de
filas
 MPLS (Multi Protocol Label Switching)
VPN - Virtual Private Network

LAC - L2TP Access Concentrator
Tunelamento L2TP - Layer 2 Tunnel Protocol
Home
RTPC, ISDN ou xDSL
AAA Server (RADIUS ou TACACS+)
(Authentication, Authorizantion & Accounting)
L2TP Tunnel
Internet Cloud
LNS - L2TP
Network Server

Estrutura do Túnel L2TP
 Usando o L2TP, um provedor de serviços (ISP) ou operadora pode criar um túnel virtual
que conecta os sites remotos e cliente com alto grau de segurança.
 O LAC está localizado nos POP (Pontos de Presença) e se comunica via L2TP com o
LNS para estabelecer os túneis.
 O Túnel é estabelecido apenas na nuvem IP, já que seu nível de segurança não é
adequado.
L2TP
PPP
IP
RTPC Cloud
Internet Cloud
LAC LNS
Dial ou xDSL

VPN - Utilizando IP Sec
VPN Router
Filial 1
VPN Router
Filial 2
IPSec
IPSec
IPSec
Internet Cloud
Túneis
VPN Router
Matriz
IPSec é um protocolo para se
montar VPN’s alternativo ao
L2TP.

Alpha
São Paulo
Túneis MPLS
BGP
BGP
BGP
Beta
São Paulo
Omega
Rio de Janeiro
Alpha
Rio de Janeiro
Omega
Fortaleza
Alpha
New York
Exemplo de Aplicação VPN - MPLS
Beta
Munich

Protocolo STP (Spanning-Tree )

Algoritmo Spanning-Tree

Como Opera o Algoritmo

Eleição dos Elementos do Spanning-Tree

Convergência da Rede

Convergência da Rede
 Rede convergida após a Porta 1/1 Cat-B falhar
X
X

Conceitos de VLAN (Virtual LAN)

Conceito de Trunking
Interconexão sem Trunk
Interconexão com Trunk

• Designada para ser a versão sucessora (RFC 1884) da atual v4 (RFC 791)
• Necessidade de ampliar a quantidade de endereços IP
• A quantidade de endereçamento do IPv4 está praticamente esgotada e não
permite endereçamento hierárquico.
• O IPv4 não possui dispositivos nativos de segurança
• Iniciou-se então em 1990 o estudo do IPv6 com os objetivos:
 Aceitar bilhões de hosts
 Reduzir o tamanho das tabelas de roteamento
 Simplificar o protocolo
 Oferecer mais segurança
 Garantir QoS para as aplicações
IP Next Generation - IPv6 ou IPng

 Endereçamento composto por 128 bits, distribuídos em campos de
tamanhos variáveis
 As funções do v4 são compatíveis e são incorporados pela v6
 Compatível com todos os protocolos da arquitetura Internet atual
 Cabeçalho simplificado com 7 campos, elevando a performance no
roteamento
 Inclui opções de Segurança nativo ao protocolo: autenticação e privacidade
 Permite IP Multicast (Permite escalabilidade de serviços de difusão de
pacotes)
IPv6 - Características

IP Multicast - Características
 Permite que a mesma informação seja enviada simultaneamente
para vários receptores
 Permite que um usuário se incorpore a um grupo sem precisar
sinalizar ao host originador dos pacotes: Aplicações pay-per-
view
 Utilizado em aplicações groupware
 Possibilita redução do tráfego da rede nos serviços interativos/
multimídia e reduzem necessidade de crescente largura banda
dos ISP.

Recursos Unicast X Multicast
64 kbps
64 kbps
64 kbps
64 kbps
4 x 64 kbps = 256 kbos
64 kbps
64 kbps
64 kbps
64 kbps
1 x 64 kbps = 64 kbos
Fluxo de Pacotes Unicast Router com Recursos Multicast

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