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Fundamento de Redes de Computadores

              Aula 9

         Camada de Rede
Notas da Aula
✔
    .
●




        Fundamentos de Redes de Computadores   2/42
Relembrando as Camadas




     Fundamentos de Redes de Computadores   3/42
Objetivos
Entender os princípios por trás dos serviços da
  camada de rede:
Modelos de serviço da camada de rede
Repasse versus roteamento
Como funciona um roteador
Roteamento (seleção de caminho)
Lidando com escala
Tópicos avançados: IPv6, mobilidade
Instanciação, implementação na Internet



                 Fundamentos de Redes de Computadores   4/42
Duas importantes funções da camada de rede

Repasse: mover         Analogia:
 pacotes da entrada do
 roteador para a saída Roteamento: processo
 apropriada do          de planejamento da
 roteador               viagem da origem ao
Roteamento: determinar destino
 rota seguida pelos    Repasse: processo de
 pacotes da origem ao   passar por um único
 destino                cruzamento
  −
   algoritmos de
    roteamento


                   Fundamentos de Redes de Computadores   6/42
Interação entre roteamento e repasse

                 algoritmo de roteamento


                   tabela de repasse local
                  valor do cab. enlace saída
                            0100   3
                            0101   2
                            0111   2
                            1001   1



  valor no cabeçalho do
  pacote chegando

                          0111             1

                                       3 2




                     Fundamentos de Redes de Computadores   7/42
Estabelecimento de conexão
Função importante em algumas arquiteturas de
 rede:
  −
   ATM, frame relay, X.25
Antes que os datagramas fluam, dois hospedeiros
 finais e roteadores entre eles estabelecem
 conexão virtual
  −
   roteadores são envolvidos
Serviço de conexão da camada de rede versus
 transporte:
  −
   rede: entre dois hospedeiros (também pode envolver
     roteadores entre eles)
  −
   transporte: entre dois processos

                 Fundamentos de Redes de Computadores   8/42
Modelo de serviço de rede
P: Que modelo de serviço é o melhor para o “canal”
  que transporta datagramas do remetente ao
  destinatário?

exemplo de serviços para datagramas individuais:
  −
    entrada garantida
  −
    entrega garantida com atraso limitado

exemplo de serviços para fluxo de datagramas:
  −
    entrega de datagrama na ordem
  −
    largura de banda mínima garantida
  −restrições sobre mudanças no espaçamento entre pacotes




                    Fundamentos de Redes de Computadores    9/42
Modelos de serviço da camada de rede




            Fundamentos de Redes de Computadores   10/42
Redes de circuitos virtuais e de datagramas




             Fundamentos de Redes de Computadores   11/42
Serviço com e sem conexão da camada de rede

Rede de datagrama fornece serviço sem conexão
 da camada de rede
Rede VC fornece serviço com conexão da
 camada de rede
Análogo aos serviços da camada de transporte,
 mas:
  −
   serviço: hospedeiro a hospedeiro
  −
   sem escolha: a rede oferece um ou outro
  −
   implementação: no núcleo da rede




                 Fundamentos de Redes de Computadores   12/42
Circuitos virtuais
“Caminho da origem ao destino comporta-se como um
  circuito telefônico”
  −com respeito ao desempenho
  −ações da rede ao longo do caminho da origem ao destino




Estabelecimento e término para cada chamada antes que
 os dados possam fluir
Cada pacote carrega identificador VC (não endereço do
 hospedeiro de destino)
Cada roteador no caminho origem-destino mantém
 “estado” para cada conexão que estiver passando
Recursos do enlace e roteador (largura de banda, buffers)
 podem ser alocados ao VC (recursos dedicados = serviço
 previsível)

                     Fundamentos de Redes de Computadores   13/42
Implementação do VC
Um VC consiste em:
  1.caminho da origem ao destino
  2.números de VC, um número para cada enlace ao
    longo do caminho
  3.entradas em tabelas de repasse nos roteadores ao
    longo do caminho
Pacote pertencente ao VC carrega número do VC
 (em vez do endereço de destino)
Número do VC pode ser alterado em cada enlace
  −
   novo número de VC vem da tabela de repasse




                 Fundamentos de Redes de Computadores   14/42
Tabela de repasse
                                            número do VC


                                                     12               22   32

                                                       1          3
                                                              2
tabela de repasse no
roteador noroeste:                     número da
                                       interface




Roteadores mantêm informação de estado da conexão!



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Circuitos virtuais: protocolos de sinalização
●
 usados para estabelecer, manter e terminar VC
●
 usados em ATM, frame-relay, X.25
●
 não usados na Internet de hoje


 aplicação
transporte   5. Fluxo de dados iniciado                6. Recebe dadosaplicação
    rede                                                             transporte
              4. Chamada conectada                 3. Chamada aceita     rede
  enlace
             1. Inicia chamada                  2. Chamada chegando enlace
   física
                                                                        física




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Redes de datagrama
Sem estabelecimento de chamada na camada de rede
Roteadores: sem estado sobre conexões fim a fim
Sem conceito em nível de rede da “conexão”
Pacotes repassados usando endereço do hospedeiro de
  destino
Pacotes entre mesmo par origem-destino podem tomar
  caminhos diferentes

  aplicação                                                            aplicação
 transporte                                                           transporte
     rede                                                                 rede
   enlace   1. Envia dados                             2. Recebe dados enlace
    física                                                               física




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Tabela de repasse
  Faixa de endereços de destino (IP address)                Interface de enlace

11001000 00010111 00010000 00000000
               até                                                      0
11001000 00010111 00010111 11111111

11001000 00010111 00011000 00000000
               até                                                      1
11001000 00010111 00011000 11111111

11001000 00010111 00011001 00000000
               até                                                     2
11001000 00010111 00011111 11111111

                senão                                                  3




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Rede de datagramas ou VC: por quê?
Internet (datagrama)                        ATM (VC)
Troca de dados entre
  computadores                              Evoluída da telefonia
  −   Serviço “elástico”, sem               conversação humana:
       requisitos de temporização                 −
                                                   requisitos de
       estritos
Sistemas finais “inteligentes”
                                                     temporização estritos,
  (computadores)                                     confiabilidade
  −Pode adaptar, realizar
                                                  −
                                                   necessário para serviço
    controle, recup. de erros                        garantido
  −Simples dentro da rede,

    complexidade na “borda”
                                            sistemas finais “burros”
Muitos tipos de enlace
                                                  −
                                                   telefones
  −Diferentes características                     −
                                                   complexidade dentro
  −Serviço uniforme difícil                          da rede
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Roteador
Duas funções principais do roteador:
  −
   executar algoritmos/protocolo de roteamento (RIP,
     OSPF, BGP)
  −
   repassar datagramas do enlace de entrada para
     saída




                  Fundamentos de Redes de Computadores   20/42
Funções da porta de entrada




  Camada física:
 recepção por bit

Camada de enlace          Comutação descentralizada:
        de dados:          dado destino do datagrama, porta de
   p. e., Ethernet          saída de pesquisa usando tabela de
   ver Capítulo 5           repasse na memória da porta de entrada
                           objetivo: processamento completo da
                            porta de entrada na ‘velocidade de linha’
                           fila: se datagramas chegarem mais rápido
                            que taxa de repasse no elemento de
                            comutação



                          Fundamentos de Redes de Computadores          21/42
Comutação por memória
Roteadores de primeira geração:
  −
    computadores tradicionais com a comutação via
     controle direto da CPU
  −
    pacote copiado para a memória do sistema
  −
    velocidade limitada pela largura de banda da
     memória (2 travessias de barramento por
     datagrama)
           porta        memória                 porta
           entrada                              saída




                                                            Barramento do sistema




                     Fundamentos de Redes de Computadores                           22/42
Comutação por um barramento
Datagrama da memória da porta de entrada à
  memória da porta de saída por um barramento
  compartilhado
Disputa pelo barramento: velocidade da
  comutação limitada pela largura de banda do
  barramento
Barramento Cisco 5600 de 32 Gbps: velocidade
  suficiente para roteadores de acesso e
  corporativos




               Fundamentos de Redes de Computadores   23/42
Comutação por uma rede de interconexão
Contorna limitações de largura de banda do
  barramento
Redes Banya, outras redes de interconexão
  desenvolvidas inicialmente para conectar
  processadores no multiprocessador
Projeto avançado: fragmenta datagrama em
  células de tamanho fixo, comuta células através
  do elemento de comutação
Cisco 12000: comuta 60 Gbps através da rede de
  interconexão



                Fundamentos de Redes de Computadores   24/42
Portas de saída




Buffering exigido quando os datagramas chegam
  do elemento de comutação mais rápido que a
  taxa de transmissão
Disciplina de escalonamento escolhe entre os
  datagramas enfileirados para transmissão



               Fundamentos de Redes de Computadores   25/42
Enfileiramento na porta de saída
buffering quando a taxa de chegada via
  comutador excede a velocidade da linha de
  saída
enfileiramento (atraso) e perda devidos a estouro
  de buffer na porta de saída!




                 Fundamentos de Redes de Computadores   26/42
Quanto armazenamento em buffer?
regra prática da RFC 3439: armazenamento
  médio em buffer igual à RTT “típica” (digamos,
  250 ms) vezes capacidade do enlace C
p. e., C = enlace de 10 Gps: buffer de 2,5 Gbit
recomendação recente: com N fluxos,
  armazenamento deve ser igual a
                     RTT . C
                           N




                Fundamentos de Redes de Computadores   27/42
Enfileiramento da porta de entrada
elemento de comutação mais
  lento que portas de entrada
  combinadas -> enfileiramento
  possível nas filas de entrada
bloqueio de cabeça de fila
  (HOL) : datagrama enfileirado
  na frente da fila impede que
  outros na fila sigam adiante
atraso de enfileiramento
e perda devidos a estouro no
  buffer de entrada




                      Fundamentos de Redes de Computadores   28/42
A camada de rede da Internet: Internet Protocol

Funções na camada de rede do hospedeiro e
 roteador:
                      Camada de transporte: TCP, UDP


           prots. roteamento                      protocolo IP
           •seleção caminho                       •convs. de endereçamento
           •RIP, OSPF, BGP                        •formato de datagrama
Camada                                            •convs. manuseio de pacote
 de rede                           tabela de
                                                   protocolo ICMP
                                    repasse        •informe de erro
                                                   •“sinalização” do roteador

                                 Camada de enlace

                                    Camada física




                               Fundamentos de Redes de Computadores             29/42
Formato do datagrama IP
Quanto overhead com TCP?
20 bytes de TCP
20 bytes de IP
= 40 bytes + overhead da camada de aplicação




               Fundamentos de Redes de Computadores   30/42
Fragmentação e reconstrução do IP
Enlaces de rede têm MTU
  (tamanho máx. transferência)
  – maior quadro em nível de
  enlace possível.
Diferentes tipos de enlace,
  diferentes MTUs
Grande datagrama IP dividido
  (“fragmentado”) dentro da
  rede
Um datagrama torna-se vários
  datagramas
“reconstruído” somente no
  destino final
Bits de cabeçalho IP usados
  para identificar, ordenar
  fragmentos relacionados

                     Fundamentos de Redes de Computadores   31/42
Endereçamento IP: introdução
Endereço IP: identificador de
                                                   223.1.1.1
  32 bits para interface de
  hospedeiro e roteador                             223.1.1.2
                                                                            223.1.2.1

Interface: conexão entre                                   223.1.1.4   223.1.2.9
  hospedeiro/ roteador e                                                    223.1.2.2
  enlace físico                                   223.1.1.3    223.1.3.27

Roteadores normalmente têm
  várias interfaces
                                                                            223.1.3.2
Hospedeiro normalmente tem                         223.1.3.1

  uma interface
Endereços IP associados a
  cada interface                       223.1.1.1 = 11011111 00000001 00000001 00000001

                                                        223        1          1         1




                     Fundamentos de Redes de Computadores                                   32/42
Sub-redes
endereço IP:                                     223.1.1.1
  −
   parte da sub-rede (bits                                             223.1.2.1
    de alta ordem)                               223.1.1.2
                                                        223.1.1.4   223.1.2.9
  −
   parte do host (bits de
                                                                           223.1.2.2
    baixa ordem)                                223.1.1.3     223.1.3.27

O que é uma sub-rede?                                                sub-rede
  −
   dispositivo se conecta à                       223.1.3.1                223.1.3.2
    mesma parte da sub-
    rede do endereço IP
  −
   pode alcançar um ao                      rede consistindo em 3 sub-redes
    outro fisicamente sem
    roteador intermediário


                  Fundamentos de Redes de Computadores                                 33/42
Receita                                          223.1.1.0/24
                                                                        223.1.2.0/24



Para determinar as sub-
 redes, destaque cada
 interface de seu
 hospedeiro ou
 roteador, criando ilhas
 de redes isoladas.
 Cada rede isolada é
 denominada sub-rede                                     223.1.3.0/24
                                          Máscara de sub-rede: /24



                 Fundamentos de Redes de Computadores                                  34/42
223.1.1.2


               223.1.1.1                     223.1.1.4

                              223.1.1.3


                    223.1.9.2          223.1.7.0




        223.1.9.1                                   223.1.7.1
                        223.1.8.1    223.1.8.0

            223.1.2.6                            223.1.3.27

223.1.2.1               223.1.2.2   223.1.3.1             223.1.3.2




                 Fundamentos de Redes de Computadores                 35/42
Endereçamento IP: CIDR
CIDR: Classless InterDomain Routing
  (roteamento interdomínio sem classes)
parte de sub-rede do endereço de tamanho
  arbitrário
formato do endereço: a.b.c.d/x, onde x é # bits na
  parte de sub-rede do endereço


              parte de                             parte do
              sub-rede                              hosp.
     11001000 00010111 00010000 00000000
                200.23.16.0/23


                  Fundamentos de Redes de Computadores        36/42
Endereços IP: como obter um?
Como um hospedeiro obtém endereço IP?

Fornecido pelo administrador do sistema em um
 arquivo
  −
    Windows: painel de controle → rede → configuração
     → tcp/ip → propriedades
  −
    UNIX: /etc/rc.config

DHCP: Dynamic Host Configuration Protocol:
 recebe endereço dinamicamente do servidor
  −
      “plug-and-play”


                        Fundamentos de Redes de Computadores   37/42
DHCP: Dynamic Host Configuration Protocol
Objetivo: permitir que o hospedeiro obtenha
 dinamicamente seu endereço IP do servidor de
 rede quando se conectar à rede
  −
    pode renovar seu prazo no endereço utilizado
  −
    permite reutilização de endereços (só mantém
     endereço enquanto conectado e “ligado”)
  −
    aceita usuários móveis que queiram se juntar à rede

Visão geral do DHCP:
  −
    host broadcasts “DHCP discover” msg [optional]
  −
    servidor DHCP responde com msg “DHCP offer”
     [opcional]
  −
    hospedeiro requer endereço IP: msg “DHCP request”
  −
    servidor DHCP envia endereço: msg “DHCP ack”
                   Fundamentos de Redes de Computadores   38/42
DHCP – cenário cliente/servidor


  A                   servidor            223.1.2.1
       223.1.1.1
                        DHCP
        223.1.1.2
              223.1.1.4   223.1.2.9
  B
                                 223.1.2.2             cliente DHCP
      223.1.1.3    223.1.3.27                E
                                                       chegando precisa de
                                                       endereço nesta rede
       223.1.3.1                223.1.3.2




                    Fundamentos de Redes de Computadores                     39/42
Processo para ganhar um IP
servidor DHCP: 223.1.2.5           Descoberta DHCP

                                    src : 0.0.0.0, 68
                                    dest.: 255.255.255.255,67      cliente
                                    yiaddr: 0.0.0.0               chegando
                                    transaction ID: 654

                                     Oferta DHCP
                                      src: 223.1.2.5, 67
                                      dest: 255.255.255.255, 68
                                      yiaddrr: 223.1.2.4
                                      transaction ID: 654
                                      Lifetime: 3600 secs
               Solicitação DHCP
                 src: 0.0.0.0, 68
                 dest:: 255.255.255.255, 67
                 yiaddrr: 223.1.2.4
                 transaction ID: 655
      tempo      Lifetime: 3600 secs

                                    DHCP ACK
                                      src: 223.1.2.5, 67
                                      dest: 255.255.255.255, 68
                                      yiaddrr: 223.1.2.4
                                      transaction ID: 655
                                      Lifetime: 3600 secs




                         Fundamentos de Redes de Computadores                40/42
DHCP: mais do que endereço IP
DHCP pode retornar mais do que apenas o
 endereço IP alocado na sub-rede:
  −
   endereço do roteador do primeiro salto para o cliente
  −
   nome e endereço IP do servidor DNS
  −
   máscara de rede (indicando parte de rede versus
    hospedeiro do endereço)




                  Fundamentos de Redes de Computadores     41/42
Slides baseados no material do livro Fundamento
          de Redes da Pearson Editora.




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Aula 10 camada de rede

  • 1. Fundamento de Redes de Computadores Aula 9 Camada de Rede
  • 2. Notas da Aula ✔ . ● Fundamentos de Redes de Computadores 2/42
  • 3. Relembrando as Camadas Fundamentos de Redes de Computadores 3/42
  • 4. Objetivos Entender os princípios por trás dos serviços da camada de rede: Modelos de serviço da camada de rede Repasse versus roteamento Como funciona um roteador Roteamento (seleção de caminho) Lidando com escala Tópicos avançados: IPv6, mobilidade Instanciação, implementação na Internet Fundamentos de Redes de Computadores 4/42
  • 5.
  • 6. Duas importantes funções da camada de rede Repasse: mover Analogia: pacotes da entrada do roteador para a saída Roteamento: processo apropriada do de planejamento da roteador viagem da origem ao Roteamento: determinar destino rota seguida pelos Repasse: processo de pacotes da origem ao passar por um único destino cruzamento − algoritmos de roteamento Fundamentos de Redes de Computadores 6/42
  • 7. Interação entre roteamento e repasse algoritmo de roteamento tabela de repasse local valor do cab. enlace saída 0100 3 0101 2 0111 2 1001 1 valor no cabeçalho do pacote chegando 0111 1 3 2 Fundamentos de Redes de Computadores 7/42
  • 8. Estabelecimento de conexão Função importante em algumas arquiteturas de rede: − ATM, frame relay, X.25 Antes que os datagramas fluam, dois hospedeiros finais e roteadores entre eles estabelecem conexão virtual − roteadores são envolvidos Serviço de conexão da camada de rede versus transporte: − rede: entre dois hospedeiros (também pode envolver roteadores entre eles) − transporte: entre dois processos Fundamentos de Redes de Computadores 8/42
  • 9. Modelo de serviço de rede P: Que modelo de serviço é o melhor para o “canal” que transporta datagramas do remetente ao destinatário? exemplo de serviços para datagramas individuais: − entrada garantida − entrega garantida com atraso limitado exemplo de serviços para fluxo de datagramas: − entrega de datagrama na ordem − largura de banda mínima garantida −restrições sobre mudanças no espaçamento entre pacotes Fundamentos de Redes de Computadores 9/42
  • 10. Modelos de serviço da camada de rede Fundamentos de Redes de Computadores 10/42
  • 11. Redes de circuitos virtuais e de datagramas Fundamentos de Redes de Computadores 11/42
  • 12. Serviço com e sem conexão da camada de rede Rede de datagrama fornece serviço sem conexão da camada de rede Rede VC fornece serviço com conexão da camada de rede Análogo aos serviços da camada de transporte, mas: − serviço: hospedeiro a hospedeiro − sem escolha: a rede oferece um ou outro − implementação: no núcleo da rede Fundamentos de Redes de Computadores 12/42
  • 13. Circuitos virtuais “Caminho da origem ao destino comporta-se como um circuito telefônico” −com respeito ao desempenho −ações da rede ao longo do caminho da origem ao destino Estabelecimento e término para cada chamada antes que os dados possam fluir Cada pacote carrega identificador VC (não endereço do hospedeiro de destino) Cada roteador no caminho origem-destino mantém “estado” para cada conexão que estiver passando Recursos do enlace e roteador (largura de banda, buffers) podem ser alocados ao VC (recursos dedicados = serviço previsível) Fundamentos de Redes de Computadores 13/42
  • 14. Implementação do VC Um VC consiste em: 1.caminho da origem ao destino 2.números de VC, um número para cada enlace ao longo do caminho 3.entradas em tabelas de repasse nos roteadores ao longo do caminho Pacote pertencente ao VC carrega número do VC (em vez do endereço de destino) Número do VC pode ser alterado em cada enlace − novo número de VC vem da tabela de repasse Fundamentos de Redes de Computadores 14/42
  • 15. Tabela de repasse número do VC 12 22 32 1 3 2 tabela de repasse no roteador noroeste: número da interface Roteadores mantêm informação de estado da conexão! Fundamentos de Redes de Computadores 15/42
  • 16. Circuitos virtuais: protocolos de sinalização ● usados para estabelecer, manter e terminar VC ● usados em ATM, frame-relay, X.25 ● não usados na Internet de hoje aplicação transporte 5. Fluxo de dados iniciado 6. Recebe dadosaplicação rede transporte 4. Chamada conectada 3. Chamada aceita rede enlace 1. Inicia chamada 2. Chamada chegando enlace física física Fundamentos de Redes de Computadores 16/42
  • 17. Redes de datagrama Sem estabelecimento de chamada na camada de rede Roteadores: sem estado sobre conexões fim a fim Sem conceito em nível de rede da “conexão” Pacotes repassados usando endereço do hospedeiro de destino Pacotes entre mesmo par origem-destino podem tomar caminhos diferentes aplicação aplicação transporte transporte rede rede enlace 1. Envia dados 2. Recebe dados enlace física física Fundamentos de Redes de Computadores 17/42
  • 18. Tabela de repasse Faixa de endereços de destino (IP address) Interface de enlace 11001000 00010111 00010000 00000000 até 0 11001000 00010111 00010111 11111111 11001000 00010111 00011000 00000000 até 1 11001000 00010111 00011000 11111111 11001000 00010111 00011001 00000000 até 2 11001000 00010111 00011111 11111111 senão 3 Fundamentos de Redes de Computadores 18/42
  • 19. Rede de datagramas ou VC: por quê? Internet (datagrama) ATM (VC) Troca de dados entre computadores Evoluída da telefonia − Serviço “elástico”, sem conversação humana: requisitos de temporização − requisitos de estritos Sistemas finais “inteligentes” temporização estritos, (computadores) confiabilidade −Pode adaptar, realizar − necessário para serviço controle, recup. de erros garantido −Simples dentro da rede, complexidade na “borda” sistemas finais “burros” Muitos tipos de enlace − telefones −Diferentes características − complexidade dentro −Serviço uniforme difícil da rede Fundamentos de Redes de Computadores 19/42
  • 20. Roteador Duas funções principais do roteador: − executar algoritmos/protocolo de roteamento (RIP, OSPF, BGP) − repassar datagramas do enlace de entrada para saída Fundamentos de Redes de Computadores 20/42
  • 21. Funções da porta de entrada Camada física: recepção por bit Camada de enlace Comutação descentralizada: de dados:  dado destino do datagrama, porta de p. e., Ethernet saída de pesquisa usando tabela de ver Capítulo 5 repasse na memória da porta de entrada  objetivo: processamento completo da porta de entrada na ‘velocidade de linha’  fila: se datagramas chegarem mais rápido que taxa de repasse no elemento de comutação Fundamentos de Redes de Computadores 21/42
  • 22. Comutação por memória Roteadores de primeira geração: − computadores tradicionais com a comutação via controle direto da CPU − pacote copiado para a memória do sistema − velocidade limitada pela largura de banda da memória (2 travessias de barramento por datagrama) porta memória porta entrada saída Barramento do sistema Fundamentos de Redes de Computadores 22/42
  • 23. Comutação por um barramento Datagrama da memória da porta de entrada à memória da porta de saída por um barramento compartilhado Disputa pelo barramento: velocidade da comutação limitada pela largura de banda do barramento Barramento Cisco 5600 de 32 Gbps: velocidade suficiente para roteadores de acesso e corporativos Fundamentos de Redes de Computadores 23/42
  • 24. Comutação por uma rede de interconexão Contorna limitações de largura de banda do barramento Redes Banya, outras redes de interconexão desenvolvidas inicialmente para conectar processadores no multiprocessador Projeto avançado: fragmenta datagrama em células de tamanho fixo, comuta células através do elemento de comutação Cisco 12000: comuta 60 Gbps através da rede de interconexão Fundamentos de Redes de Computadores 24/42
  • 25. Portas de saída Buffering exigido quando os datagramas chegam do elemento de comutação mais rápido que a taxa de transmissão Disciplina de escalonamento escolhe entre os datagramas enfileirados para transmissão Fundamentos de Redes de Computadores 25/42
  • 26. Enfileiramento na porta de saída buffering quando a taxa de chegada via comutador excede a velocidade da linha de saída enfileiramento (atraso) e perda devidos a estouro de buffer na porta de saída! Fundamentos de Redes de Computadores 26/42
  • 27. Quanto armazenamento em buffer? regra prática da RFC 3439: armazenamento médio em buffer igual à RTT “típica” (digamos, 250 ms) vezes capacidade do enlace C p. e., C = enlace de 10 Gps: buffer de 2,5 Gbit recomendação recente: com N fluxos, armazenamento deve ser igual a RTT . C N Fundamentos de Redes de Computadores 27/42
  • 28. Enfileiramento da porta de entrada elemento de comutação mais lento que portas de entrada combinadas -> enfileiramento possível nas filas de entrada bloqueio de cabeça de fila (HOL) : datagrama enfileirado na frente da fila impede que outros na fila sigam adiante atraso de enfileiramento e perda devidos a estouro no buffer de entrada Fundamentos de Redes de Computadores 28/42
  • 29. A camada de rede da Internet: Internet Protocol Funções na camada de rede do hospedeiro e roteador: Camada de transporte: TCP, UDP prots. roteamento protocolo IP •seleção caminho •convs. de endereçamento •RIP, OSPF, BGP •formato de datagrama Camada •convs. manuseio de pacote de rede tabela de protocolo ICMP repasse •informe de erro •“sinalização” do roteador Camada de enlace Camada física Fundamentos de Redes de Computadores 29/42
  • 30. Formato do datagrama IP Quanto overhead com TCP? 20 bytes de TCP 20 bytes de IP = 40 bytes + overhead da camada de aplicação Fundamentos de Redes de Computadores 30/42
  • 31. Fragmentação e reconstrução do IP Enlaces de rede têm MTU (tamanho máx. transferência) – maior quadro em nível de enlace possível. Diferentes tipos de enlace, diferentes MTUs Grande datagrama IP dividido (“fragmentado”) dentro da rede Um datagrama torna-se vários datagramas “reconstruído” somente no destino final Bits de cabeçalho IP usados para identificar, ordenar fragmentos relacionados Fundamentos de Redes de Computadores 31/42
  • 32. Endereçamento IP: introdução Endereço IP: identificador de 223.1.1.1 32 bits para interface de hospedeiro e roteador 223.1.1.2 223.1.2.1 Interface: conexão entre 223.1.1.4 223.1.2.9 hospedeiro/ roteador e 223.1.2.2 enlace físico 223.1.1.3 223.1.3.27 Roteadores normalmente têm várias interfaces 223.1.3.2 Hospedeiro normalmente tem 223.1.3.1 uma interface Endereços IP associados a cada interface 223.1.1.1 = 11011111 00000001 00000001 00000001 223 1 1 1 Fundamentos de Redes de Computadores 32/42
  • 33. Sub-redes endereço IP: 223.1.1.1 − parte da sub-rede (bits 223.1.2.1 de alta ordem) 223.1.1.2 223.1.1.4 223.1.2.9 − parte do host (bits de 223.1.2.2 baixa ordem) 223.1.1.3 223.1.3.27 O que é uma sub-rede? sub-rede − dispositivo se conecta à 223.1.3.1 223.1.3.2 mesma parte da sub- rede do endereço IP − pode alcançar um ao rede consistindo em 3 sub-redes outro fisicamente sem roteador intermediário Fundamentos de Redes de Computadores 33/42
  • 34. Receita 223.1.1.0/24 223.1.2.0/24 Para determinar as sub- redes, destaque cada interface de seu hospedeiro ou roteador, criando ilhas de redes isoladas. Cada rede isolada é denominada sub-rede 223.1.3.0/24 Máscara de sub-rede: /24 Fundamentos de Redes de Computadores 34/42
  • 35. 223.1.1.2 223.1.1.1 223.1.1.4 223.1.1.3 223.1.9.2 223.1.7.0 223.1.9.1 223.1.7.1 223.1.8.1 223.1.8.0 223.1.2.6 223.1.3.27 223.1.2.1 223.1.2.2 223.1.3.1 223.1.3.2 Fundamentos de Redes de Computadores 35/42
  • 36. Endereçamento IP: CIDR CIDR: Classless InterDomain Routing (roteamento interdomínio sem classes) parte de sub-rede do endereço de tamanho arbitrário formato do endereço: a.b.c.d/x, onde x é # bits na parte de sub-rede do endereço parte de parte do sub-rede hosp. 11001000 00010111 00010000 00000000 200.23.16.0/23 Fundamentos de Redes de Computadores 36/42
  • 37. Endereços IP: como obter um? Como um hospedeiro obtém endereço IP? Fornecido pelo administrador do sistema em um arquivo − Windows: painel de controle → rede → configuração → tcp/ip → propriedades − UNIX: /etc/rc.config DHCP: Dynamic Host Configuration Protocol: recebe endereço dinamicamente do servidor − “plug-and-play” Fundamentos de Redes de Computadores 37/42
  • 38. DHCP: Dynamic Host Configuration Protocol Objetivo: permitir que o hospedeiro obtenha dinamicamente seu endereço IP do servidor de rede quando se conectar à rede − pode renovar seu prazo no endereço utilizado − permite reutilização de endereços (só mantém endereço enquanto conectado e “ligado”) − aceita usuários móveis que queiram se juntar à rede Visão geral do DHCP: − host broadcasts “DHCP discover” msg [optional] − servidor DHCP responde com msg “DHCP offer” [opcional] − hospedeiro requer endereço IP: msg “DHCP request” − servidor DHCP envia endereço: msg “DHCP ack” Fundamentos de Redes de Computadores 38/42
  • 39. DHCP – cenário cliente/servidor A servidor 223.1.2.1 223.1.1.1 DHCP 223.1.1.2 223.1.1.4 223.1.2.9 B 223.1.2.2 cliente DHCP 223.1.1.3 223.1.3.27 E chegando precisa de endereço nesta rede 223.1.3.1 223.1.3.2 Fundamentos de Redes de Computadores 39/42
  • 40. Processo para ganhar um IP servidor DHCP: 223.1.2.5 Descoberta DHCP src : 0.0.0.0, 68 dest.: 255.255.255.255,67 cliente yiaddr: 0.0.0.0 chegando transaction ID: 654 Oferta DHCP src: 223.1.2.5, 67 dest: 255.255.255.255, 68 yiaddrr: 223.1.2.4 transaction ID: 654 Lifetime: 3600 secs Solicitação DHCP src: 0.0.0.0, 68 dest:: 255.255.255.255, 67 yiaddrr: 223.1.2.4 transaction ID: 655 tempo Lifetime: 3600 secs DHCP ACK src: 223.1.2.5, 67 dest: 255.255.255.255, 68 yiaddrr: 223.1.2.4 transaction ID: 655 Lifetime: 3600 secs Fundamentos de Redes de Computadores 40/42
  • 41. DHCP: mais do que endereço IP DHCP pode retornar mais do que apenas o endereço IP alocado na sub-rede: − endereço do roteador do primeiro salto para o cliente − nome e endereço IP do servidor DNS − máscara de rede (indicando parte de rede versus hospedeiro do endereço) Fundamentos de Redes de Computadores 41/42
  • 42. Slides baseados no material do livro Fundamento de Redes da Pearson Editora. Fundamentos de Redes de Computadores 42/42