Introdução as Redes TCP/IP Roteamento com CIDR Edgard Jamhour.
-
Upload
angelica-santarem-vasques -
Category
Documents
-
view
249 -
download
0
Transcript of Introdução as Redes TCP/IP Roteamento com CIDR Edgard Jamhour.
Introdução as Redes TCP/IPIntrodução as Redes TCP/IP
Roteamento com CIDRRoteamento com CIDREdgard Jamhour
Edgard Jamhour
LAN = Redes de Alcance Local– Exemplo: Ethernet II não Comutada
A
Barramento = Broadcast Físico
TransmitindoESCUTANDO
quadros na fila de esperaB A DADOS CRC.
quadroB C
ESCUTANDO
Edgard Jamhour
Quadro ou Frame do Ethernet II :– Menor estrutura de informação transmitida através de uma rede local.
B A DADOS CRC
FECHOCABEÇALHO
ENDEREÇO (FÍSICO) DE DESTINO
ENDEREÇO (FÍSICO) DE ORIGEM
TIPO
Edgard Jamhour
Endereço Físicos = MACEndereços Físicos = MAC
– No Ethernet, os endereços físicos são definidos pelo padrão IEEE 802
1 2 3 4 5 6
Código do Frabricante
Número deSérie
Duas formas de definição de endereços MAC
• Endereços administrados localmente Definidos pelo administrador da rede.
• Endereços universais Definidos pelo fabricante.
Edgard Jamhour
Hub = Broadcast Físico– Hubs ou concentradores são dispositivos que simulam internamente a
construção dos barramentos físicos.
C A C A C A
A
1 2 3hub
B C
Edgard Jamhour
Switch = Ethernet Comutada– A utilização de switches permite colocar o Ethernet em modo comutado.
PORTA
1
COMPUTADOR
A
A
1 2 3
C A ...(1)
C A ... C A ...(2) (2)
switch
B C
Estado inicial
PORTA COMPUTADOR
Após a transmissão de A
PORTA
13
COMPUTADOR
AC
Após a transmissão de C
A
1 2 3
A C ...(3)A C ...(4)
switch
B C
Edgard Jamhour
Porta do Switch = Domínio de Colisão– Cada porta do switch define um domínio de colisão. Isto é, só é possível haver
colisão entre os computadores conectados a uma mesma porta.
A
1 2 3
switch
hub
B C D
hub
E F G
Tabela de Encaminhamento
PORTA
123
COMPUTADOR
A,B,CD,E,F
G
Edgard Jamhour
Cascateamento de Switches– Apesar de melhorar significativamente o desempenho da rede, os Switches
ainda apresentam limitação de escala.
Switch 1
PORTA
1234
COMPUTADOR
D,E,F,G,H,IABC
A B C
switch1
2 43
D E F
G H I
5
switch1
2 435
switch1
2 435
Switch 2
PORTA
12345
COMPUTADOR
A,B,CDEF
G,H,I
Switch 3
PORTA
2345
COMPUTADOR
GHI
A,B,C,D,E,F
Edgard Jamhour
WAN = Redes de Grande Abrangência– A interligação de LANs através de roteadores permite interligar um número
ilimitado de computadores em distâncias arbitrariamente grandes.
Roteador1
Roteador3
LAN
LAN
switch switch
switch
WAN
Roteador2
LAN
LAN
rede 1rede 2
rede 3
1 2
3
1 2
3
1
32
Tabela de Roteamento
PORTA
123
Rede
Rede 3Rede 1Rede 2
Outros Dados
.....
Edgard Jamhour
QUADRO E PACOTEPacote = Unidade de Informação na WAN
– Os pacotes são transportados no interior dos quadros.
CRCDADOSDESTINOORIGEMDESTINO ORIGEM
PACOTE = Transporte na WAN
QUADRO = Transporte na LAN
ENDEREÇO FÍSICO: definidos pelo Ethernet
ENDEREÇO DE REDE: definidos pelo IP
Edgard Jamhour
Rede = Bloco de Endereços– O agrupamento de computadores em redes permite reduzir a quantidade de
informações na memória do roteador.
SWITCHSWITCH
SWITCHSWITCH
a c
REDE 1
REDE 2
x
y
REDE1.1 REDE1.2 REDE1.3 z m
REDE2.1
z
se REDE1... envie para xse REDE2 ... envie para y
m REDE3.3 REDE2.2
e y REDE3.3 REDE2.2
b
d
REDE2.2
e
REDE2.3
f
SWITCHSWITCH
h
REDE 3
se REDE1 ou REDE2... envie para z
Edgard Jamhour
Internet = Topologia WAN– Endereços de Rede definidos pelo Protocolo IP
Gateway ou roteador
internet LAN = Rede Física
LAN = Rede FísicaLAN = Rede Física
LAN = Rede Física
Edgard Jamhour
Endereços IP– Endereços de 32 bits representados em notação decimal pontuada
10000000 00001010 00000010 00011110
2726252423222120 2726252423222120 2726252423222120 2726252423222120
27=128 23+21=10 21=2 24+23+22+21=30
128.10.2.30notação decimalpontuada
notaçãobinária
Edgard Jamhour
Interpretação do endereço IP– Prefixo (Identificador de Rede) = parte mais significativa do endereço – Sufixo (Identificador de HOST) = parte menos significativa do endereço
LAN = Rede Física
LAN = Rede FísicaLAN = Rede Física
Endereço IP = 32 Bits
ID Rede ID HOST
Mesmo ID de host em toda LAN
Cada LAN precisa ter um ID de Rede diferente
Edgard Jamhour
Quantos bits identificam a rede e quantos identificam o host?– Modelo antigo: Endereçamento com classes– O tamanho do prefixo é definido pela faixa ao qual o endereço pertence
Classe Octetos Número de Prefixos
Número de hosts por prefixo
Faixa de Endereços
A (0) R H H H 128 16.777.216 1.0.0.0127.255.255.255
B (10) R R H H 16.384 65.536 128.0.0.0191.255.255.255
C (110) R
R R H 2.097.152 256 192.0.0.0 até 223.255.255.255
D (1110) ---- 268.435.456 224.0.0.0 até 239.255.255.255
Res. (1111) reservado reservado 240.0.0.0 até 255.255.255.254
ID Rede ID HOST
1 2 3 4
Edgard Jamhour
Endereços IP com ClasseExemplos de Classe
– O endereçamento com classes permitia apenas 3 tamanhos de rede
A
B
C
16777216
65536
256
...
10.0.0.0 a 10.255.255.255
...
172.68.0.0 a 172.168.255.255
...
200.134.51.0 a 200.134.51.255
Edgard Jamhour
roteador
200.0.0. 2
identificador de rede identificador do host
200.0.0. 3 200.0.0. 4 200.0.0. 5
200.0.0. 1
200.0.1. 1
200.0.1. 2 200.0.1. 3 200.0.1. 4 200.0.1. 5
Exemplo de atribuição de endereços IP– Duas redes classe C interconectadas por um roteador
sub-rede200.0.0
sub-rede200.0.1
o roteador possui um endereço em cada rede
Edgard Jamhour
Limitação do modelo com classes– A falta de flexibilidade na definição dos tamanhos da rede leva a grandes
desperdícios
...
2000 computadores
Universidade A
...
200 computadores
Instituto B
Edgard Jamhour
Limitações do IP com ClasseSoluções para criação de uma rede com 2000 computadores
– Criar múltiplas redes classe C– Criar uma rede classe B
253 computadores
Universidade A
253 computadores
OITO CLASSES C2024 endereços
...
2000 computadores
Universidade A
UMA CLASSE B65536 endereços
......
Edgard Jamhour
CIDR: Endereços IP sem classeCIDR = Classless Inter-Domain Routing
– O CIDR adota o conceito de máscara de subrede de tamanho variável, que permite definir prefixos de qualquer tamanho
Introduzido em 1993, modificou a forma como o tamanho do prefixos de rede em um endereço IP é determinado.
Também conhecido como VLSM (Variable Length Subnet Masking)
7 6 5 4 3 2 1 0R R R R R R R R
7 6 5 4 3 2 1 0R R R R R R R R
7 6 5 4 3 2 1 0R R R R H H H H
7 6 5 4 3 2 1 0H H H H H H H H
Endereço IP (32 bits)
Máscara de Subrede (32 bits)
Edgard Jamhour
Formas de represntação da máscara de subrede– Notação decimal pontuada– Notação compacta
32 bits em notação decimal pontuada. • bits 1 indicam o endereço da subrede • bits 0 o endereço do host.
Máscaras Default:
classe A: 255.0.0.0 ou /8 ou11111111.00000000. 00000000. 00000000.
classe B: 255.255.0.0 ou /16 ou11111111. 11111111. 00000000. 00000000.
classe C: 255.255.255.0 ou /24 ou11111111. 11111111. 11111111. 00000000.
Edgard Jamhour
Máscaras em Notação Decimal PontuadaDivisão em sub-redes
– Cada bit de host trocado de 0 para 1 divide a rede em duas subredes de mesmo tamanho.
Por default, a máscara de uma rede classe C é:255. 255. 255. 0.11111111. 11111111. 11111111. 00000000.
Para dividir a rede em 2 subredes, utiliza-se a máscara: 255. 255. 255. 128 11111111. 11111111. 11111111. 10000000.
Para dividir a rede em 4 subredes, utiliza-se a máscara: 255. 255. 255. 192 11111111. 11111111. 11111111. 11000000.
Para dividir a rede em 8 subredes, utiliza-se a máscara: 255. 255. 255. 224 11111111. 11111111. 11111111. 11100000.
Para dividir a rede em 16 subredes, utiliza-se a máscara: 255. 255. 255. 240 11111111. 11111111. 11111111. 11110000.
Edgard Jamhour
Divisão em sub-redes– Aumentar a máscara de sub-rede em 1 bit divide o bloco de endereços ao meio
200.0.0.0
(256 IPs)
200.0.0.255
200.0.0.0/24 200.0.0.0
(128 IPs)
200.0.0.127
200.0.0.128
(128 IPs)
200.0.0.255
200.0.0.0
(64 IPs)
200.0.0.63
200.0.0.64
(64 IPs)
200.0.0.127
200.0.0.0/26
/24 = 255.255.255.0 /25 = 255.255.255.128 /26 = 255.255.255.192 /27 =255.255.255.224
200.0.0.0(32 IPs)200.0.0.31
200.0.0.32 (32 IPs) 200.0.0.63200.0.0.64/26
200.0.0.0/25
200.0.0.128/25
200.0.0.0/27
200.0.0.32/27
Edgard Jamhour
SuperRedesAgregação em super redes
– Diminuir o tamanho da máscara de sub-rede em 1 bit cria uma super rede com o dobro do número de endereços (contíguos).
200.0.0.0
(1024 IPs)
200.0.4.255
200.0.0.0
(512 IPs)
200.0.1.255
200.0.0.0/23
/24 = 255.255.255.0 /23 = 255.255.254.0 /22 = 255.255.252.0
200.0.0.0(256 IPs)
200.0.0.255
200.0.1.0 (256 IPs)
200.0.1.255
200.0.0.0/22
200.0.0.0/24
200.0.1.0/24
200.0.2.0
(512 IPs)
200.0.3.255
200.0.2.0/23200.0.2.0(256 IPs)
200.0.2.255
200.0.3.0 (256 IPs)
200.0.3.255
200.0.2.0/24
200.0.3.0/24
Edgard Jamhour
Endereços IP especiaisEndereços IP Especiais
– Não podem ser atribuídos a nenhuma estação
1) Primeiro endereço do bloco = Identificador da sub-redeexemplo 200.1.1.128/25
2) Último endereço do bloco = Broadcast para a sub-redeexemplo 200.1.1.127/25
3) Bloco de endereços de loopback127.0.0.0/8
4) Endereço de Inicialização (DHCP)0.0.0.0
5) Broadcast para todas as redes255.255.255.255
Edgard Jamhour
Loopback = Transmissão LocalLoopback = Transmissão Interna
– Os pacotes IP com endereço de loopback não são enviados para camadas inferiores da pilha TCP/IP.
Transporte
Rede
Enlace
Física
processoA
processoB
porta A porta B
127.0.0.1
Recomendação do IETF: 127.0.0.0/8 é reservado para loopback
Edgard Jamhour
r2
50 computadores
...
subrede 2
100 computadores
...
subrede1
Exemplo de atribuição de endereços– Dividir um bloco de endereços classe C (/24) em três subredes
r3
...
50 computadores
subrede 3
r1200.1.1.0/24
Edgard Jamhour
200.1.1.0
(256 IPs)
200.1.1.255
200.1.1.0/24
200.1.1.0
(128 IPs)
200.1.1.127
200.1.1.0/25
200.1.1.128
(128 IPs)
200.1.1.255
200.1.1.128/25 200.1.1.128
(64 IPs)
200.1.1.255
Divisão do bloco único (/24) em três sub-redes– O número de endereços de cada bloco é dado por: 2 (32-máscara)
200.1.1.128/26
200.1.1.192
(64 IPs)
200.1.1.255
200.1.1.192/26
Edgard Jamhour
r2
...
...
Exemplo de Atribuição de EndereçosCada LAN recebe endereços de uma sub-rede diferente
r3
...
subrede 3
200.1.1.128/26
r1
200.1.1.0/24
200.1.1.129
200.1.1.130 200.1.1.179
subrede 2
200.1.1.192/26
200.1.1.193
200.1.1.194 200.1.1.243
200.1.1.0/25
subrede 1
200.1.1.2 200.1.1.101200.1.1.1
Edgard Jamhour
Filtragem de EndereçosFiltragem de endereços MAC
– A placa de rede repassa informações para a cada superior apenas em três situações: unicast coincidente, multicast coincidente ou broadcast
MAC
FÍSICAFÍSICA
REDEREDE
IP = 200.1.2.3
MACD = PLACA DE REDE LOCALMACD = BROADCAST (FF.FF.FF.FF.FF.FF)MACD = MULTICAST (01.00.5E. 0. 0. 5)
MACD MACO DADOS CRC
INTERRUPÇÃO
IPDIPO
Multicast IP = 224.0.0.5
Edgard Jamhour
ARPMapeamento de endereços IP e MAC
– É feito através do protocolo ARP (Address Resolution Protocol)
A B C
ARPARPREQUESTREQUEST
ARPARPREPLYREPLY
qual o MAC do IP 200.0.0.2 ? o MAC do IP 200.0.0.2 é C ?
200.0.0.3 200.0.0.4 200.0.0.2
Edgard Jamhour
RoteamentoComunicação Intra-redes e Inter-redes
– O ARP funciona de forma diferente para localizar endereços que estejam na mesma rede que o host transmissor (intra-rede) ou em outra rede (inter-rede)
REDE
internet
REDE
REDE
REDE
ARP RequestComunicação Intra-rede
ARP RequestComunicação Inter-redes
Edgard Jamhour
RoteamentoMAC do Destinatário
– É sempre alguém que está na mesma rede local que o transmissor
IP ORIGEM
IP DESTINO
DADOSMAC ORIGEM
MAC HOST DESTINO
IP ORIGEM
IP DESTINO
DADOSMAC ORIGEM
MAC ROTEADOR
INTRA-REDE
INTER-REDES
Comunicação intra-redeOs endereço FÍSICO de destino é o endereço MAC do computador de destino.
Comunicação inter-redesO endereço FÍSICO de destino é o endereço MAC do roteador ligado a mesma rede física que a estação transmissora.
Edgard Jamhour
Endereço MAC = Enlace e Endereço IP = Rede– O endereço MAC aponta para o destino do próximo salto (no mesmo enlace) e o
endereço IP aponta para o destino final na rede.
IPA IPD
IPBIPC
A
B
D
B AC
IPIPAA IP IPDD D C IPIPAA IP IPDD
Edgard Jamhour
Tabela de RoteamentoTabela de Roteamento
– Existem em todos os computadores e roteadores da rede (e qualquer outro dispositivo que atue na camada 3 ou superior).
200.1.2.0
200.1.2.255
ENDEREÇO DE BASE
PROPRIEDADE: O resultado de um E-BINARIO de
qualquer endereço da rede com a máscara resulta sempre no
endereço de base.
200.1.2.0/24
Rede Destino Gateway Interface Custo
Endereço de base eMáscara de Subrede
Endereço do próximo roteador
Por onde o pacote será enviado
Desempate caso exista mais de uma rota para o mesmo destino
Edgard Jamhour
Exemplo de Tabelas de RoteamentoExemplo:
– Cada elemento da rede precisa saber para onde enviar seus pacotes a fim de entregá-los ao destino final.
roteador 1
roteador 2
INTERNET
REDE 200.134.51.0/24
REDE 200.17.98.0/24
200.17.98.1
200.134.51.1
10.0.0.1/3010.0.0.2/30
200.134.51.25
A
B
Edgard Jamhour
Tabela do computador BTabela de roteamento do computador B
roteador 1
200.134.51.25
200.134.51.1
Rede Destino Gateway Interface Custo
200.134.51.0/24 não tem eth0 ou 200.134.51.25 1
200.17.98.0/24 200.134.51.1 eth0 ou 200.134.51.25 1
0.0.0.0/0 200.134.51.1 eth0 ou 200.134.51.25 1
eth0
200.134.51.0/24B
Edgard Jamhour
Seqüência de Análise da RotaCritérios de desempate das rotas
– Utilizado quando mais de uma linha da tabela aponta para redes de destino que incluem o endereço para onde o pacote será enviado.
1) DA ROTA MAIS ESPECÍFICA PARA A ROTA MAIS GENÉRICA
ROTA MAIS ESPECÍFICA =ROTA COM MENOS ZEROS NA MÁSCARAROTA COM A MAIOR MÁSCARA DE SUBREDE
2) DA ROTA COM MENOR CUSTO PARA ROTA DE MAIOR CUSTO
3) INTERNO AO SISTEMA
EXEMPLO: ORDEM DAS ROTAS NA TABELA
Edgard Jamhour
Tabela do Roteador 1Tabela do Roteador 1
Rede Destino Gateway Interface Custo
200.134.51.0/24 não tem 200.134.51.1 0
200.17.98.0/24 não tem 200.17.98.1 0
0.0.0.0/0 10.0.0.2 10.0.0.1 1
roteador 1
roteador 2
REDE 200.134.51.0/24
REDE 200.17.98.0/24
200.17.98.1
200.134.51.1
10.0.0.1/3010.0.0.2/30
REDE 0.0.0.0/0
Edgard Jamhour
Tabela do Roteador 2Tabela do Roteador 2
Rede Destino 10.0.0 Interface Custo
200.134.51.0/24 10.0.0.1 10.0.0.2 1
200.17.98.0/24 10.0.0.1 10.0.0.2 1
0.0.0.0/0 10.0.0.6 10.0.0.5 1
roteador 1
roteador 2
REDE 200.134.51.0/24
REDE 200.17.98.0/24
200.17.98.1
200.134.51.1
10.0.0.1/30
10.0.0.2/30
INTERNET
10.0.0.5/30 10.0.0.6/30
Edgard Jamhour
Rota Default e Gateway DefaultEliminando rotas desnecessárias
– Uma rota é desnecessária quando sua eliminação não muda o trajeto do pacote enviado aos destinos que ela representa.
roteador 1
200.134.51.25
200.134.51.1
Rede Destino Gateway Interface Custo
200.134.51.0/24 não tem eth0 ou 200.134.51.25 1
200.17.98.0/24 200.134.51.1 eth0 ou 200.134.51.25 1
0.0.0.0/0 200.134.51.1 eth0 ou 200.134.51.25 1
eth0
200.134.51.0/24
O roteador 1 é o gateway default para a rede 200.134.51.1 pois ele é o
caminho para todas as demais redes
B
Edgard Jamhour
Múltiplas Rotas e CustosMais de um caminho para um mesmo destino usando saltos
– Todos os caminhos possíveis são representados na tabela de roteamento (configuração manual).
R1 R2
INTERNET
REDE 200.134.51.0/24
REDE 200.17.98.0/24
10.0.0.1/30
10.0.0.2/30
R3
10 Mbps
100 Mbps 100 Mbps
10.0.0.5/30 10.0.0.6/30
Rede Destino Gateway Interface Custo
0.0.0.0/0 10.0.0.6 10.0.0.5 1
0.0.0.0/0 10.0.0.2 10.0.0.1 2
200.134.51.0/24 10.0.0.6 10.0.0.5 2
200.134.51.0/24 10.0.0.2 10.0.0.1 1
200.17.98.0/24 Não tem 200.17.98.1 0
Edgard Jamhour
Múltiplas Rotas e CustosUtilizando custos relativos a velocidade do enlace
– O enlace mais rápido da rede (Vmax) tem custo 1.– Os demais enlaces tem custo relativo (Vmax/V).
R1 R2
INTERNET
REDE 200.134.51.0/24
REDE 200.17.98.0/24
10.0.0.1/30
10.0.0.2/30
R3
10 Mbps(10)
100 Mbps(1)
100 Mbps(1)
10.0.0.5/30 10.0.0.6/30
Rede Destino Gateway Interface Custo
0.0.0.0/0 10.0.0.6 10.0.0.5 10
0.0.0.0/0 10.0.0.2 10.0.0.1 2
200.134.51.0/24 10.0.0.6 10.0.0.5 11
200.134.51.0/24 10.0.0.2 10.0.0.1 1
200.17.98.0/24 Não tem 200.17.98.1 0
Edgard Jamhour
Roteamento com Subredes Roteamento com sub-redes
– Não existe diferença na definição das tabelas de roteamento quando máscaras de sub-rede que não são default são utilizadas.
roteador 1
roteador 2
REDE 200.1.2.128/25
REDE 200.1.2.0/25
200.1.2.1
200.1.2.129
10.0.0.1/30
10.0.0.2/30
200.1.2.130
200.1.2.2
INTERNET
10.0.0.5/3010.0.0.6/30
B
A
Edgard Jamhour
Tabelas de RoteamentoExemplo
– Tabelas de roteamento com máscaras de sub-rede que não são default
Rede Destino Gateway Interface Custo
200.1.2.0/25 não tem 200.1.2.2 0
0.0.0.0/0 200.1.2.1 200.1.2.2 1
Rede Destino Gateway Interface Custo
200.1.2.0/25 não tem 200.1.2.1 0
200.1.2.128/25 não tem 200.1.2.129 0
0.0.0.0/0 10.0.0.2 10.0.0.1 1
Rede Destino Gateway Interface Custo
200.1.2.0/24 10.0.0.1 10.0.0.2 1
0.0.0.0/0 10.0.0.6 10.0.0.5 1
Computador A
Roteador 1
Roteador 2
Edgard Jamhour
ConclusãoConclusão
Endereçamento baseado em classes
Endereçamento sem classes (CIDR e VLSM)
ARP (Address REsolution Protocol)
Tabelas de roteamento
Agregação de rotas