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1 A Camada de Rede da arquitectura TCP/IP O Protocolo IP (Internet Protocol) O Protocolo ARP (Adress Resolution Protocol) O Protocolo RARP (Reverse Address Resolution Protocol) O Protocolo ICMP (Internet Control Message Protocol) O protocolo IGMP (Internet Group Management Protocol) Dynamic IP e Mobile IP Redes de Comunicações 1 Informática de Gestão ESTiG/IPB 2 A camada de Rede da Arquitectura TCP/IP Redes de Comunicações 2 Informática de Gestão ESTiG/IPB

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A Camada de Rede da arquitectura TCP/IP

O Protocolo IP (Internet Protocol)O Protocolo ARP (Adress Resolution Protocol)O Protocolo RARP (Reverse Address Resolution Protocol)O Protocolo ICMP (Internet Control Message Protocol)O protocolo IGMP (Internet Group Management Protocol)Dynamic IP e Mobile IP

Redes de Comunicações

1Informática de Gestão ESTiG/IPB

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A camada de Rede da Arquitectura TCP/IPRedes de Comunicações

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Protocolo IP

● O Protocolo IP (Internet Protocol) é um Standard Internet, com especificações nos RFC's 791, 950, 919 e 922, e actualizações no RFC 1349

● O IP esconde aos níveis superiores os detalhes de ligação física da rede, criando a

ilusão de uma rede virtual única

● Protocolo de transmissão de pacotes:

●não orientado à conexão (connectionless - CL),

●não fiável

●e que aplica o princípio do best-effort (melhor esforço)

Redes de Comunicações

3Informática de Gestão ESTiG/IPB

Protocolo IP

● Princípio do best-effort (melhor esforço) no protocolo IP significa:

●aplicar igual tratamento aos pacotes que a rede lhe confia

●tentar efectuar o seu encaminhamento até ao destino, com base no melhor

aproveitamento possível dos recursos disponíveis no momento

●que os pacotes enviados pelo IP podem ser perdidos, recebidos fora de ordem,

ou eventualmente duplicados, sem que este se preocupe

●é problema dos protocolos dos níveis superiores resolver essas situações

Redes de Comunicações

4Informática de Gestão ESTiG/IPB

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Protocolo IPRedes de Comunicações

5Informática de Gestão ESTiG/IPB

Protocolo IP – O Datagrama IP

● Datagrama IP:

●é a unidade de transferência de pacotes de dados em redes TCP/IP

●é constituído por um cabeçalho, com informação relevante para o IP, e por

dados, que são apenas relevantes para os protocolos de nível superior

Redes de Comunicações

6Informática de Gestão ESTiG/IPB

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Protocolo IP – O Datagrama IP

● O protocolo IP pode efectuar:

● fragmentação de Datagramas: divisão de um pacote em pacotes mais pequenos

● e re-assemblagem: processo inverso à fragmentação

● O tamanho máximo de um datagrama IP: 65.525 bytes

●Todos os hosts TCP/IP têm de suportar datagramas até ao tamanho de 576 bytes, sem fragmentação

● Fragmentos de um datagrama também possuem um cabeçalho, sendo na prática uma cópia do cabeçalho do datagrama original, ao qual se seguem os dados

● Se um dos fragmentos se perde, o datagrama completo é considerado perdido, já que o IP não fornece nenhum mecanismo de confirmação

Redes de Comunicações

7Informática de Gestão ESTiG/IPB

Protocolo IP – Formato do Datagrama IPRedes de Comunicações

8Informática de Gestão ESTiG/IPB

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Protocolo IP – Endereçamento

● Endereço IP: inteiro de 32 bits, que identifica univocamente um interface de rede, em ambiente TCP/IP

● Habitualmente é representado no formato de notação decimal pontuada:

●agrupam-se os 32 bits em conjuntos de 8 (formando 4 bytes) e representa-se

assim o equivalente decimal de cada um dos bytes, concatenados pelo sinal

ponto final "."

● O endereço IP divide-se tipicamente em duas componentes:

●Número de Rede: parte administrada centralmente pelo InterNIC (Internet

Network Information Center) e tem de ser única em toda a Internet

●Número de Host: identifica os hosts numa dada rede

Redes de Comunicações

9Informática de Gestão ESTiG/IPB

Protocolo IP – Endereçamento

● Exemplo de endereços IP:

Redes de Comunicações

10Informática de Gestão ESTiG/IPB

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Protocolo IP – Endereçamento

● Divisão em Classes: os primeiros bits do endereço IP especificam como é que o resto do endereço deve ser separado na parte da rede e na parte do host

Redes de Comunicações

11Informática de Gestão ESTiG/IPB

Protocolo IP – Classes de endereçosRedes de Comunicações

12Informática de Gestão ESTiG/IPB

256-282097152-221C

65536-21616384-214B

16777216-224128-27A

Nº máximo de hosts por rede

Nº bits no sufixo

Nº máximo de redes

Nº bits prefixoClasse

256-282097152-221C

65536-21616384-214B

16777216-224128-27A

Nº máximo de hosts por rede

Nº bits no sufixo

Nº máximo de redes

Nº bits prefixoClasse

• O endereço 0.0.0.0 só é usado

pelos hosts quando estão a ser

iniciados

• A rede 127.0.0.0 é a rede

loopback. Os endereços desta

rede são atribuídos a interfaces

que processam dados dentro do

sistema local, sem nunca aceder

a uma rede física

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Protocolo IP – EndereçamentoRedes de Comunicações

13Informática de Gestão ESTiG/IPB

Protocolo IP – Endereços IP especiaisRedes de Comunicações

14Informática de Gestão ESTiG/IPB

● Nem todos os endereços possíveis podem ser atribuídos a interfaces de hosts

– Exemplo: consideremos o endereço 192.35.246.10

O endereço de Broadcast directo permite comunicar simultaneamente

com todas as estações da rede

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Protocolo IP – Máscara de Rede

● Máscara de Rede (subnet mask): número de 32 bits, normalmente também representado em notação decimal pontuada, que permite dividir uma rede em duas ou mais sub-redes IP

●os bits zero (0) na máscara de rede correspondem a bits no endereço IP que

identificam a parte host number

●os bits um (1) na máscara de rede identificam os bits no endereço IP que

identificam a parte da rede

Redes de Comunicações

15Informática de Gestão ESTiG/IPB

Protocolo IP – Máscara de RedeRedes de Comunicações

16Informática de Gestão ESTiG/IPB

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Protocolo IP – Sub-Redes IP

● Com o crescimento explosivo da Internet, o princípio de definição/divisão dos endereços IP tem-se mostrado relativamente ineficiente, para permitir pequenas alterações nas configurações locais das redes

● por forma a permitir a atribuição de mais endereços IP nestes casos, introduziu-se o

conceito de Sub-Rede

● Esta definição pode ser apenas local, aparecendo para o exterior como uma única

rede IP

●A parte host number do endereço IP é sub-dividida em:

●subnet number

●host number

Redes de Comunicações

17Informática de Gestão ESTiG/IPB

Protocolo IP – Máscara de RedeRedes de Comunicações

18Informática de Gestão ESTiG/IPB

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Protocolo IP – Máscara de RedeRedes de Comunicações

19Informática de Gestão ESTiG/IPB

Protocolo IP – Subnetting de uma Classe CRedes de Comunicações

20Informática de Gestão ESTiG/IPB

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Protocolo IP – Subnetting de uma Classe CRedes de Comunicações

21Informática de Gestão ESTiG/IPB

Protocolo IP – Diferentes subnettings de uma Classe CRedes de Comunicações

22Informática de Gestão ESTiG/IPB

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Protocolo IP – Exemplos de Sub-redes

● Rede de Classe B 121.98.0.0

●Endereço: 121.98.0.0

01111001.01100010.00000000.00000000

●Máscara de Rede: 255.255.0.0

11111111.11111111.00000000.00000000

●Divisão em 2 sub-redes:

●1ª sub-rede: 121.98.0.0

01111001.01100010.00000000.00000000

●Máscara de Rede: 255.255.128.0 11111111.11111111.10000000.00000000

●2ª sub-rede: 121.98.128.0 01111001.01100010.10000000.00000000

●Máscara de Rede: 255.255.128.0 11111111.11111111.10000000.00000000

Redes de Comunicações

23Informática de Gestão ESTiG/IPB

Protocolo IP – Exercício

• Dividir a rede 200.17.30.0 em sub-redes com 32 endereços

1. Qual a máscara a aplicar?

2. Quantas sub-redes obtém?

3. Quais são?

4. Qual o endereço de broadcast de cada uma delas?

Redes de Comunicações

24Informática de Gestão ESTiG/IPB

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Protocolo IP – Tipos de Subnetting

● Subnetting Estático:

●todas as sub-redes utilizam a mesma máscara de rede

●é um método simples de implementar e fácil de manter, no entanto implica o

desperdício de espaço de endereçamento para pequenas redes

●por exemplo, uma rede de quatro hosts que utiliza uma máscara de rede

255.255.255.0 desperdiça 250 endereços IP

●todos os hosts e routers suportam este tipo de subnetting

Redes de Comunicações

25Informática de Gestão ESTiG/IPB

26Nuno Rodrigues [email protected]/IPB

Protocolo IP – Tipos de Subnetting

● Subnetting Variável – VLSM (Variable Length Subnet Mask):

●com subnetting variável, as sub-redes de uma rede maior podem ter diferentes

máscaras, logo diferentes dimensões

●permite adequar a dimensão das sub-redes às reais necessidades, sem muitos

desperdícios de endereços IP

Redes de Comunicações

26Informática de Gestão ESTiG/IPB

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27Nuno Rodrigues [email protected]/IPB

Protocolo IP – VLSMRedes de Comunicações

27Informática de Gestão ESTiG/IPB

Protocolo IP – Exemplo de VLSM

● Classe C 193.136.195.0 (254 endereços, com máscara 255.255.255.0)

● Necessário dividir esta rede em cinco redes diferentes:

●1ª rede: 50 hosts

●2ª rede: 50 hosts

●3ª rede: 50 hosts

●4ª rede: 30 hosts

●5ª rede: 30 hosts

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28Informática de Gestão ESTiG/IPB

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Protocolo IP – Exemplo de VLSM

● Utilizando Subnetting estático não se resolveria este problema, já que poderíamos dividir a Classe C em 4 sub-redes de 64 hosts cada (máscara de rede 255.255.255.192) ou em 8 sub-redes de 32 hosts cada (máscara de rede 255.255.255.224)

● para poder dividir a rede em 5 sub-redes teremos de utilizar máscaras diferentes em

algumas delas

● usando a máscara 255.255.255.192, dividimos a rede em 4 sub-redes de 64

endereços cada. Após esta divisão, a última sub-rede pode ainda ser dividida em duas

sub-redes com 32 hosts cada, usando a máscara 255.255.255.224

● ficamos então com 3 sub-redes de 64 endereços cada e com 2 sub-redes com 32

endereços cada, o que responde aos requisitos iniciais da organização

Redes de Comunicações

29Informática de Gestão ESTiG/IPB

Protocolo IP – Encaminhamento IP

● Encaminhamento IP: Função que permite encaminhar os datagramas IP entre a origem e o destino, através dos sistemas intermédios do nível de rede (encaminhadores)

● um encaminhador é um host que tem capacidade de interligar diferentes redes

físicas, ao nível da camada de rede

Redes de Comunicações

30Informática de Gestão ESTiG/IPB

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Protocolo IP – Encaminhamento IP

● Tipos básicos de encaminhadores:

● encaminhadores com informação parcial de encaminhamento. Um host

deste tipo possui informações sobre quatro tipos de destinos:

●hosts que estão directamente ligados a uma das mesmas redes físicas a

que o encaminhador se encontra ligado

●hosts ou redes para os/as quais o encaminhador tem definições de rotas

esplícitas

●hosts ou redes para os/as quais o encaminhador recebeu uma

mensagem ICMP de redirect

●rota por defeito para todos os outros destinos

Redes de Comunicações

31Informática de Gestão ESTiG/IPB

Protocolo IP – Encaminhamento IP

● Tipos básicos de encaminhadores (cont.):

●encaminhadores com capacidade de implementar protocolos de

encaminhamento:

●estes encaminhadores são essenciais para o funcionamento actual da

Internet, nomeadamente ao nível dos seus pontos mais centrais, devido à

enorme quantidade de informação que é necessário trocar

●utilizam protocolos de encaminhamento que permitem descoberta

automática de rotas e partilha da informação de encaminhamento com

outros encaminhadores

Redes de Comunicações

32Informática de Gestão ESTiG/IPB

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Protocolo IP – Encaminhamento IP

● Tipos de encaminhamento:

●directo: se o host de destino está ligado na mesma rede do host de origem, um

datagrama IP pode ser enviado directamente, encapsulando-o numa trama da

rede física

● indirecto: ocorre quando o host de destino não se encontra ligado na mesma

rede do host de origem

Redes de Comunicações

33Informática de Gestão ESTiG/IPB

Protocolo IP – Encaminhamento IP

● Rotas directas: obtidas a partir da lista dos interfaces de rede locais disponíveis, sendo obtidas automaticamente, na inicialização do host

● Rotas indirectas: têm de ser configuradas nos hosts

● cada host mantém um conjunto de mapeamentos:

●Rede IP de Destino <-> Rota para o Próximo Gateway <-> Interface a Utilizar

Redes de Comunicações

34Informática de Gestão ESTiG/IPB

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Protocolo IP – Encaminhamento IPRedes de Comunicações

35Informática de Gestão ESTiG/IPB

Protocolo IP – Tabelas de Encaminhamento

● Tabela de Encaminhamento IP: armazena os mapeamentos referidos, correspondentes a três tipos de informações:

●rotas directas, para as redes onde o host está directamente ligado

●rotas indirectas, para rotas acessíveis através de um ou mais Gateways

●a rota por defeito, que contém um caminho a ser usado no caso da rede de

destino não se enquadrar em nenhuma das rotas anteriores

Redes de Comunicações

36Informática de Gestão ESTiG/IPB

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Protocolo IP – Tabela de EncaminhamentoRedes de Comunicações

37Informática de Gestão ESTiG/IPB

Protocolo IP – Algoritmo de Encaminhamento

Algoritmo genérico de Encaminhamento

Redes de Comunicações

38Informática de Gestão ESTiG/IPB

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Protocolo IP – Algoritmo de Encaminhamento

Algoritmo de Encaminhamento com sub-redes

Redes de Comunicações

39Informática de Gestão ESTiG/IPB

Protocolo IP – Exaustão do Espaço de Endereçamento

● Crescimento exponencial da Internet durante a década de 1990 originou:

●grande crescimento das tabelas de encaminhamento e do tráfego de

encaminhamento trocado pelos encaminhadores, originado pelo enorme

incremento no número de redes ligadas à Internet

●esgotamento progressivo do espaço de endereçamento IP

Redes de Comunicações

40Informática de Gestão ESTiG/IPB

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Protocolo IP – Endereçamento IP Privado

● RFC 1918 - Address Allocation for Private Networks: define um conjunto de gamas de endereços que não podem ser utilizados para ligação de hosts directamente à Internet, ficando assim disponíveis para utilização em organizações que pretendem interligar apenas internamente computadores usando TCP/IP:

●1 Rede de Classe A: 10

●16 redes contínuas de classe B: 172.16 até 172.31

●256 redes contínuas de classe C: 192.168.0 até 192.168.255

Redes de Comunicações

41Informática de Gestão ESTiG/IPB

Protocolo IP – CIDR

● CIDR - Classless Inter-Domain Routing (também conhecido por SuperNetting):

●documentado nos RFC’s 1517, 1518, 1519 e 1520

●mecanismo desenvolvido para:

●permitir a redução do tamanho das tabelas de encaminhamento IP

●permitir uma gestão mais eficiente do espaço de endereçamento IP,

evitando o seu desperdício desnecessário

Redes de Comunicações

42Informática de Gestão ESTiG/IPB

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Protocolo IP – CIDR

● CIDR - funcionalidades:

●Eliminação do conceito tradicional das redes de endereçamento de

Classe A, B e C

●Suporte à agregação de rotas, onde uma única entrada numa tabela de

encaminhamento pode representar o espaço de endereçamento que antes

correspondia a centenas ou milhares de rotas tradicionais, baseadas em

classes

Redes de Comunicações

43Informática de Gestão ESTiG/IPB

Protocolo IP – CIDR

● Eliminação do conceito tradicional de Classes de Endereçamento:

●conceito de ”network-prefix” (prefixo de rede)

●Prefixo usado para determinar o ponto de separação entre as partes network

number e host number, ao invés dos três primeiros bits do endereço IP,

●Resultado: é suportada a utilização de redes com tamanho arbitrário

●O prefixo especifica o número de bits contíguos mais à esquerda, no endereço

IP, pertencentes à parte da rede, numa tabela de encaminhamento

●Exemplo: rede com 20 bits de network-number e 12 bits de host-number vai ser

anunciada com um prefixo de 20 bits (/20). Assim, o endereço IP anunciado com

prefixo /20 pode ser oriundo, de forma transparente, de uma Classe A, B ou C

Redes de Comunicações

44Informática de Gestão ESTiG/IPB

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Protocolo IP – CIDR

Exemplo de blocos de endereçamento CIDR

Redes de Comunicações

45Informática de Gestão ESTiG/IPB

Protocolo IP – CIDR

Exemplo de endereçamento usando CIDR

Exemplo de endereçamento baseado em classes

Redes de Comunicações

46Informática de Gestão ESTiG/IPB

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Protocolo IP – CIDR

● Redução das Tabelas de Encaminhamento, através da agregação de rotas

Redes de Comunicações

47Informática de Gestão ESTiG/IPB

Protocolo IP – Métodos de ComunicaçãoRedes de Comunicações

48Informática de Gestão ESTiG/IPB

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O Protocolo ARP

● Identificação ao nível de ligação de dados: endereço do hardware de rede (no caso das redes Ethernet, essa identificação é fornecida pelo endereço MAC)

● Em redes TCP/IP (p.e. Internet), a identificação dos hosts é efectuada no nível de

rede, pelo protocolo IP, através do endereço IP

● Protocolo ARP - Address Resolution Protocol: faz o mapeamento entre o

endereçamento de mais alto nível (Endereço IP) e os endereços físicos dos interfaces

de rede dos hosts

● Cache ARP: tabela de mapeamento entre os dois endereços (IP e MAC)

Redes de Comunicações

49Informática de Gestão ESTiG/IPB

O Protocolo ARP

● Quando um endereço não existe na cache ARP, é enviado um broadcast para a rede, com um formato específico, designado por ARP request

● Se um dos hosts na rede

reconhecer o seu endereço

IP no pedido, envia um ARP

reply para o host que originou

o broadcast

Redes de Comunicações

50Informática de Gestão ESTiG/IPB

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O Protocolo ARP – Modo de OperaçãoRedes de Comunicações

51Informática de Gestão ESTiG/IPB

O Protocolo ARP – ARP CacheRedes de Comunicações

52Informática de Gestão ESTiG/IPB

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O Protocolo ARP – Pacote ARPRedes de Comunicações

53Informática de Gestão ESTiG/IPB

O Protocolo ARP – Proxy ARPRedes de Comunicações

54Informática de Gestão ESTiG/IPB

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O Protocolo RARP

● Alguns hosts, (p.e. estações diskless) não conhecem o seu próprio endereço IP, quando arrancam

● Protocolo RARP – Reverse Address Resolution Protocol: mecanismo semelhante

ao descrito no Protocolo ARP, sendo usado para obtenção do endereço IP a partir do

conhecimento do endereço físico

● Necessário um Servidor RARP na rede, que tem por função manter uma base de

dados com os mapeamentos entre os endereços físicos e os endereços de nível

superior atribuídos (p.e. endereços IP)

Redes de Comunicações

55Informática de Gestão ESTiG/IPB

O Protocolo RARP - OperaçãoRedes de Comunicações

56Informática de Gestão ESTiG/IPB

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O Protocolo RARP

● O RARP utiliza um pacote com o mesmo formato que o protocolo ARP

●A principal diferença está no campo operation code, que em vez de tomar os valores

1 (ARP request) ou 2 (ARP reply), passa a tomar os valores 3 (RARP request) ou 4

(RARP reply)

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57Informática de Gestão ESTiG/IPB

O Protocolo ICMP

● Protocolo ICMP - Internet Control Message Protocol (RFC 792 e RFC 950): usado para reportar situações relacionadas com o funcionamento de uma rede IP

● Principais características:

●utiliza o IP, como se tratasse de um protocolo de nível superior, encapsulando

as suas mensagens em datagramas IP

●é usado para reportar erros, não para tornar o IP fiável

●A fiabilidade na transmissão de datagramas deve ser fornecida por protocolos

de nível superior

●reporta erros de datagramas IP, com a excepção de erros nas próprias

mensagens ICMP

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58Informática de Gestão ESTiG/IPB

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O Protocolo ICMP

● Principais características (cont.):

●em datagramas fragmentados, são enviadas mensagens ICMP relativas a

erros apenas no fragmento zero

●nunca são enviadas mensagens ICMP em resposta a datagramas cujo destino

eram endereços IP de broadcast ou de multicast

●da mesma forma, nunca são enviadas respostas ICMP a datagramas cujo

endereço de origem é nulo, de loopback, broadcast ou multicast

Redes de Comunicações

59Informática de Gestão ESTiG/IPB

O Protocolo ICMP – Mensagens ICMP

●As mensagens ICMP são enviadas em datagramas IP, onde o campo Protocol, do cabeçalho, toma o valor um (1)

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60Informática de Gestão ESTiG/IPB

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O Protocolo ICMP – Mensagens ICMP

● Principais mensagens ICMP:

●Echo (8) e Echo Reply (0): a mensagem Echo é usada para detectar se um host

está activo na rede

●Destination Unreachable (3):

●se esta mensagem é recebida de um encaminhador, significa que este

não consegue atingir o endereço IP de destino

●se a mensagem é recebida de um host de destino, significa que o

protocolo especificado no campo Protocol number do datagrama original

não está activo, ou a porta especificada não está activa

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61Informática de Gestão ESTiG/IPB

O Protocolo ICMP – Mensagens ICMP

● Principais mensagens ICMP (cont.):

●Source Quench (4):

●se esta mensagem é recebida de um encaminhador, significa que este

não tem espaço em buffers suficiente para receber os datagramas que terá

de retransmitir para a próxima rede

●se a mensagem é recebida de um host de destino, significa que os

datagramas foram recebidos rápido demais para serem processados

●Redirect (5): se esta mensagem for enviada por um encaminhador, significa que o

host deverá enviar os datagramas, no futuro, para o encaminhador que tem o

endereço IP fornecido no campo Router IP Address.

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O Protocolo ICMP – Mensagens ICMP

● Principais mensagens ICMP (cont.):

●Router Advertisement (9) e Router Solicitation (10): estas duas mensagens são

usadas se um host ou um encaminhador suportam o protocolo Router discovery

●Time Exceeded (11):

●se esta mensagem é recebida de um encaminhador, significa que o tempo

de vida (time-to-live - TTL) do datagrama IP expirou

●se a mensagem é recebida de um host de destino, significa que o

controlador de tempo da reassemblagem de um datagrama IP expirou,

enquanto o host esperava por um fragmento do datagrama

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63Informática de Gestão ESTiG/IPB

O Protocolo ICMP – Mensagens ICMP

● Principais mensagens ICMP (cont.):

●Parameter Problem (12): indica que ocorreu um problema durante o

processamento dos parâmetros de um cabeçalho IP

●Time Stamp Request (13) e Time Stamp Reply (14): estas duas mensagens são

usadas para ”melhoramentos” de performance e para debug de situações de erro

●Information Request (15) e Information Reply (16): um pedido de informação é

enviado por um host para obter um endereço IP de uma rede à qual está ligado –

obsoleto em detrimento do RARP

●Address Mask Request (17) e Address Mask Reply (18): a mensagem Address

Mask Request é usada por um host para determinar a máscara de sub-rede em

uso na sua rede.

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64Informática de Gestão ESTiG/IPB

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O Protocolo ICMP – Aplicações ICMP

● Exitem duas aplicações muito conhecidas dos administradores de rede, baseadas no protocolo ICMP:

●Ping: utiliza as mensagens ICMP Echo e Echo Reply para determinar se um

host está acessível na rede

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65Informática de Gestão ESTiG/IPB

O Protocolo ICMP – Aplicações ICMP

● Traceroute:

●envia datagramas IP com baixos valores de TTL (começando com o

valor 1, e incrementando este valor sucessivamente nos datagramas

seguintes), para que estes expirem na rota até ao destino.

●de seguida, vai usar a resultante mensagem ICMP Time Exceeded,

para determinar em que ponto da rede os datagramas expiram,

construindo assim um mapa da rota percorrida até ao destino.

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O Protocolo IGMP

● Protocolo IGMP – Internet Group Message Protocol (RFC 1112 e RFC 2236):

●É usado pelos hosts que pretendem juntar-se ou abandonar um grupo de

hosts multicast

●O IGMP também é visto como uma extensão do protocolo ICMP, ocupando a

mesma posição que este na pilha protocolar TCP/IP

●as mensagens IGMP são encapsuladas em datagramas IP, tomando o campo

Protocol do cabeçalho IP o valor 2

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67Informática de Gestão ESTiG/IPB

O Protocolo IGMP - Funcionamento

● Sistemas que utilizam o IGMP: hosts e encaminhadores multicast

● para receber datagramas multicast, um host tem de se ”juntar” a um grupo multicast

● para se adicionar a um grupo, os hosts enviam um report IGMP, através de um inferface de

rede, com destino ao endereço de multicast do grupo de interesse

● os encaminhadores multicast na mesma subnet recebem o report e activam uma flag, que

indica que pelo menos um host nesta subnet é membro do grupo especificado

● periodicamente, os encaminhadores enviam querys para os grupos com membros activos, para

que estes efectuem a renovação da subscrição

● cada host que pretende continuar membro de um ou mais grupos responde uma vez por cada

grupo de interesse

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68Informática de Gestão ESTiG/IPB

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O Protocolo IGMP - Funcionamento

● o IGMP apenas regula a comunicação entre os hosts e o último encaminhador multicast na árvore multicast

●o encaminhamento dos pacotes entre

os encaminhadores multicast é

controlado por protocolos de

encaminhamento multicast:

●MOSPF

●DVMRP

●PIM

●CBT

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69Informática de Gestão ESTiG/IPB

Dynamic IP

● Peças fundamentais numa rede TCP/IP: endereço IP, máscara de rede e endereço do próximo gateway (se o sistema comunicar com outros dispositivos fora da sua rede)

● Estes três valores constituem a configuração mínima, que se pode traduzir, nas redes

actuais, num conjunto bastante superior de parâmetros adicionais

● Com o crescimento exponencial das redes de computadores, nos últimos tempos, a

configuração manual de todos estes parâmetros traduz-se num acréscimo de

trabalho bastante significativo, para os administradores de sistemas

● Por outro lado, o meio empresarial actual apresenta componentes de mobilidade

cada vez mais acentuados, o que se traduz em problemas adicionais na

configuração dos diferentes dispositivos

Redes de Comunicações

70Informática de Gestão ESTiG/IPB

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Protocolo BOOTP

● O protocolo BOOTP (Bootstrap Protocol) foi desenvolvido inicialmente como um mecanismo que permitia a estações diskless obter a sua configuração TCP/IP remotamente

● Permite que, com uma pilha protocolar IP mínima e sem configuração, se obtenha a

informação adicional necessária para o funcionamento do host

● O BOOTP não define como é feito o processo de download do código de arranque,

no entanto, normalmente é usado o protocolo TFTP - Trivial File Transfer Protocol

Redes de Comunicações

71Informática de Gestão ESTiG/IPB

Protocolo BOOTP

● Processo de funcionamento do BOOTP:

●O cliente BOOTP determina o seu endereço de hardware; normalmente

encontra-se gravado na ROM do host

●De seguida, esse mesmo cliente envia o seu endereço de hardware, num

datagrama UDP, para o servidor BOOTP, usando o porto 67

●Se o cliente não conhecer o seu endereço IP, utiliza o endereço 0.0.0.0

●Se não conhecer o endereço IP do servidor, utiliza o endereço de broadcast

255.255.255.255

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72Informática de Gestão ESTiG/IPB

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Protocolo BOOTP

● Processo de funcionamento do BOOTP (cont):

●O servidor recebe o datagrama, procura a configuração correspondende ao

endereço de hardware que recebeu (incluindo o endereço IP do cliente, caso

este não venha na informação que chegou), preenche os restantes campos

desse datagrama e devolve-o ao cliente, usando o porto 68

●Quando o cliente recebe a resposta, armazena os novos dados (incluindo o

endereço IP, se ainda não o conhecia) e inicia o processo de arranque

propriamente dito

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73Informática de Gestão ESTiG/IPB

Protocolo BOOTP – Mensagem BOOTPRedes de Comunicações

74Informática de Gestão ESTiG/IPB

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Protocolo DHCP

● Protocolo DHCP – Dynamic Host Configuration Protocol (RFC 2131e RFC 2132): fornece uma forma de transmitir informação de configuração a hosts numa rede TCP/IP

●Baseia-se no protocolo BOOTP, adicionando a capacidade de alocação automática

de endereços de rede reutilizáveis, bem como opções adicionais de configuração

●As mensagens DHCP utilizam os mesmos portos UDP que o BOOTP:

●porto 67 para os servidores

●porto 68 para os clientes

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75Informática de Gestão ESTiG/IPB

Protocolo DHCP

● Protocolo baseado em dois componentes:

●protocolo que envia parametros de configuração para os hosts, a partir de um

servidor DHCP

●mecanismo para alocação temporária ou permanente de end. de rede a hosts

●Suporta ainda três mecanismos de alocação de endereços IP:

●Alocação automática: o DHCP atribui um endereço IP permanente ao host

●Alocação dinâmica: o DHCP atribui um endereço IP por um período limitado de

tempo. Este mecanismo permite reutilização automática de endereços, que

deixam de ser necessários nos hosts a que estavam atribuídos

●Alocação Manual: o endereço IP é atribuído pelo administrador de rede

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Protocolo DHCP – Formato das mensagens

● Code: indica se se trata de um request ou de um reply (1 - request; 2 - reply)

● HWtype: Tipo de hardware (p.e. 1 - Ethernet; 6 -

Redes IEEE 802)

● Length: tamanho do endereço de hardware, em

bytes (p.e. Ethernet e Token Ring utilizam 6 octetos)

● Hops: o cliente coloca este campo a zero. De

seguida é incrementado por cada encaminhador que

reenvia a mensagem para outro servidor, sendo

usado para identificar loops. O RFC 951 sugere o

valor 3 para indicar um loop

Redes de Comunicações

77Informática de Gestão ESTiG/IPB

Protocolo DHCP – Formato das mensagens

● Client IP address: endereço definido pelo cliente; se não conhece o seu endereço IP coloca 0.0.0.0

● Your IP address: fornecido pelo servidor se o cliente

tiver enviado 0.0.0.0

● Server IP address: definido pelo servidor

● Router IP address: endereço de um agente BOOTP

de reencaminhamento da mensagem

● Client hardware address: endereço definido pelo

cliente

● Boot file name: valor fornecido pelo servidor, que

indica o caminho completo para o ficheiro a ser utilizado

pelo cliente na sua configuração

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78Informática de Gestão ESTiG/IPB

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Protocolo DHCP – FuncionamentoRedes de Comunicações

79Informática de Gestão ESTiG/IPB

Protocolo DHCP – Vantagens

● O DHCP fornece uma forma de armazenamento permanente dos parâmetros de rede dos hosts clientes, no formato de uma base de dados

● Isto permite, por exemplo, que seja sempre alocado o mesmo endereço IP a um

cliente, caso seja essa a política definida

● A alocação dinâmina de endereços IP e de parâmetros de configuração liberta o

administrador de rede de uma boa parte de trabalho manual

● Por outro lado, a capacidade de um host ser movido de rede para rede e

automaticamente obter os parâmetros válidos de configuração para a rede actual

é outro grande benefício, neste caso, para os utilizadores móveis

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80Informática de Gestão ESTiG/IPB

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Protocolo DHCP – Considerações

● O DHCP funciona sobre UDP, logo é consequentemente inseguro

● Em operação normal, um cliente não autorizado pode ligar-se à rede e obter um

endereço IP válido, bem como os restantes parâmetros

● Para prevenir este problema, é possível pré-alocar endereços IP a endereços MAC

específicos (de forma similar ao BOOTP), incrementando no entanto o trabalho dos

administradores, além de eliminar o benefício da reciclagem de endereços

● Por outro lado, podem ser colocados na rede servidores DHCP não autorizados, a

fornecer informação falsa e potencialmente maliciosa para os clientes

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81Informática de Gestão ESTiG/IPB

Protocolo DHCP – Considerações

● Num ambiente DHCP onde se utilize alocação dinâmica de endereços, geralmente não é possível pré-determinar o endereço IP de um cliente, num período particular de tempo

● Neste caso, se forem usados servidores estáticos de DNS, estes não vão conter

mapeamentos nome/endereço IP correctos para os clientes

● Se for importante a existência de entradas dos clientes no DNS, tem de se configurar

o servidor DHCP para atribuir endereços estáticos, ou então efectuar a configuração

manual

● Como alternativa, pode-se recorrer à utilização de DDNS - Dynamic Domain Name

System

Redes de Comunicações

82Informática de Gestão ESTiG/IPB