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IP - endereçamento
Endereço IP
Identificador de 32 bits para interfaces de roteadores ehospedeiros
Ex.:
223.1.1.1 = 11011111 00000001 00000001 00000001
223 1 11
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IP - endereçamento
Endereços de interfaces e sub-redes (fonte: Kurose)
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IP - endereçamento
No ex., a rede que interconecta três interfaces
de hospedeiros e uma interface de roteador
forma uma sub-rede (rede IP ou rede)
223.1.1.0/24
Interfaces pertencentes a uma mesma sub-rede
não precisam da intervenção de um roteador
para se comunicarem entre si
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IP - endereçamento
Três roteadores interconectando três sub-redes (fonte: Kurose)
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IP - endereçamento
Endereçamento de classes cheias
Sub-redes com endereço de sub-rede de 8, 16 e 24bits eram conhecidas como redes classe A, B e C
Problema para instituições com mais de 254 e bemmenos de 65634 hospedeiros
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IP - endereçamento
Antigos formatos de endereços (fonte: Tanenbaum)
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IP - endereçamento
Endereços especiais (fonte: Tanenbaum)
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IP - endereçamento
Endereçamento de classes cheias
Todos os hospedeiros de uma rede devem ter omesmo número de rede
Problema quando as redes crescem
Solução mudança de organização através do uso desub-redes
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IP - endereçamento
Sub-redes
Redes divididas em diversas partes para uso interno
Externamente funcionam como uma única rede
Novo esquema de divisão
Máscara de sub-rede indica a divisão entre o número de
rede + a sub-rede e o hospedeiro
Permite que múltiplas redes físicas utilizem um únicoprefixo de rede
Cada rede física passa a ser uma sub-rede
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IP - endereçamento
Ex. de rede de classe B dividida em 64 sub-redes (fonte: Tanenbaum)
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IP - endereçamento
Sub-redes
Problema de esgotamento de endereços IP
Soluções CIDR e NAT
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IP - endereçamento
Roteamento interdomínio sem classes
(Classless Interdomain Routing - CIDR)
Especificado na RFC 1519
Generaliza a noção de endereçamento de sub-rede
Endereço IP, na forma a.b.c.d/x, dividido em duaspartes
X bits mais significativos formam o prefixo (de rede)
Torna o roteamento mais eficaz
Os bits restantes distinguem equipamentos e dispositivos
dentro da organização
Podem ou não ter uma estrutura adicional de sub-
rede
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IP - endereçamento
Ex. de endereçamento hierárquico e agregação de rotas (fonte: Kurose)
Bloco do ISP 11001000 00010111 00010000 00000000 200.23.16.0/20
Organização 0 11001000 00010111 00010000 00000000 200.23.16.0/23
Organização 1 11001000 00010111 00010010 00000000 200.23.18.0/23
Organização 2 11001000 00010111 00010100 00000000 200.23.20.0/23
... ….. …. ….
Organização 7 11001000 00010111 00011110 00000000 200.23.30.0/23
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IP - endereçamento
“Envie-me qualquercoisa com endereçoscomeçando com200.23.16.0/20”
200.23.16.0/23
200.23.18.0/23
200.23.30.0/23
Fly-By-Night-ISP
Organização 0
Organização 7Internet
Organização 1
ISPs-R-Us“Envie-me qualquercoisa com endereçoscomeçando com 199.31.0.0/16”
200.23.20.0/23Organização 2
.
.
.
.
.
.
Ex. de endereçamento hierárquico e agregação de rotas (fonte: Kurose)
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IP - endereçamento
Ex. de endereçamento hierárquico e agregação de rotas (fonte: Kurose)
“Envie-me qualquercoisa com endereçoscomeçando com 200.23.16.0/20”
200.23.16.0/23
200.23.18.0/23
200.23.30.0/23
Fly-By-Night-ISP
Organização 0
Organização 7Internet
Organização 1
ISPs-R-Us“Envie-me qualquercoisa com endereçoscomeçando com 199.31.0.0/16ou 200.23.18.0/23”
200.23.20.0/23Organização 2
.
.
.
.
.
.
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IP - endereçamento
Exemplo da pag. 471 do Tanenbaum
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IP - endereçamento
Tradução de endereços na rede (Network
Address Translation - NAT)
Definida nas RFCs 2663 e 3022
Dificuldade na obtenção de endereços IPs contíguospara todos os equipamentos SOHO → uso de NAT
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IP - endereçamento - NAT
Tradução de endereços de rede (fonte: Kurose)
10.0.0.1
10.0.0.2
10.0.0.3
10.0.0.4
138.76.29.7
rede local(ex.: rede doméstica)
10.0.0.0/24
resto daInternet
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IP - endereçamento - NAT
Usa espaços reservados
Endereços não roteáveis
Só fazem sentido para os equipamentos que fazemparte da rede
10.0.0.0 - 10.255.255.255/8
172.16.0.0 - 172.31.255.255/12
192.168.0.0 - 192.168.255.255/16
Roteador traduz os endereços reservados em
um único endereço externo
Utiliza o número de porta e o endereço IP da fonte
NAPT (Network Address and Port Translation)
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IP - endereçamento - NAT
Tradução de endereços de rede (fonte: Kurose)
..
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ICMP
Protocolo de Mensagens de Controle da Internet
(Internet Control Message Protocol)
Definido na RFC 792
Serviço
Comunicação de informações da camada rede
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ICMP
Mensagens ICMP são carregadas dentro de
datagramas IP
Mensagens
De solicitação (query)
De erro
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ICMP
Mensagens de solicitação
timestamp request/reply
address mask request/reply
router solicitation/advertisement
echo request/reply
Mensagens de erro
Nunca geradas
A partir de outra mensagem de erro
A partir de um datagrama IP de difusão ou multicast
A partir de um fragmento (exceto o primeiro)
A partir de um endereço fonte que não defina um único
hospedeiro
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ICMP
Mensagens de erro
port unreachable
time-to-live equals 0 during transit
source route failed
host ou network unreachable
redirect for host ou network
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ICMP
Tipos de mensagens ICMP (fonte: Kurose)
Tipo Código descrição0 0 echo reply (ping)
3 0 dest. network unreachable
3 1 dest. host unreachable
3 2 dest. protocol unreachable
3 3 dest. port unreachable
3 6 dest. network unknown
3 7 dest. host unknown
4 0 source quench (congestion
control - not used)
8 0 echo request (ping)
9 0 route advertisement
10 0 router discovery
11 0 TTL expired
12 0 bad IP header
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ICMP
Possuem campos tais como
Cabeçalho
8 primeiros octetos do datagrama que causou ageração da mensagem (erro)
Tipo
Código
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ICMP
Ping (Aplicação)
Envia mensagem ICMP do tipo 8 e código 0
Recebe mensagem ICMP do tipo 0 e código 0
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ICMP
Traceroute (Aplicação)
Fonte envia três cópias de datagramas UDP comdiferentes TTLs (a partir de 1) para o destino e marca otempo quando dos envios
Datagramas com número de porta improvável
Cada roteador quando o TTL é 0 envia umamensagem ICMP tipo 11 e código 0
Inclui o seu endereço IP
Fonte calcula os RTTs
Quando o destino recebe um datagrama UDP,responde com uma mensagem tipo 3 e código 3
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IPv6
Problema do espaço de endereços do IPv4
Outros problemas abordados
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IPv6 - formato do datagrama
Mudanças mais importantes
Capacidade de endereçamento expandida
Cabeçalho fixo de 40 octetos
Aumentar velocidade de processamento
Rotulação de fluxo e prioridade
Permitir prioridades diferenciadas em função do fluxo
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Formato do datagrama IPv6 (adaptado de Tanenbaum)
Data
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IPv6 - formato do datagrama
Versão (4 bits)
Classe de tráfego (8 bits)
Semelhante ao ToS do IPv4
Rótulo de fluxo (20 bits)
Identifica um fluxo de datagrama
Comprimento da carga útil (16 bits)
Tamanho máximo de 65535 octetos
Próximo cabeçalho (8 bits)
Indica o protocolo ao qual o datagrama será entregueou outros cabeçalhos (de extensão)
Para o protocolo, usa os mesmos valores do IPv4
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IPv6 - formato do datagrama
Limite de saltos (8 bits)
Decrementado de uma unidade a cada roteador
Datagrama descartado quando chega a 0
Endereço de origem (128 bits)
Endereço de destino (128 bits)
Dados
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IPv6 - formato do datagrama
Principais diferenças para o datagrama IPv4
Roteadores não fazem fragmentação
Economizam tempo
Mandam mensagem de erro à fonte quando não
puderem enviar um datagrama “grande”
Fonte faz a fragmentação
Não tem soma de verificação do cabeçalho
Redes atuais são mais confiáveis
Economiza tempo
Opções
Podem vir como próximo cabeçalho (cabeçalho de
extensão) após o cabeçalho IPv6
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IPv6 - formato do datagrama
Cabeçalhos de extensão do IPv6 (fonte: Tanenbaum)
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IPv6 - formato do datagrama
Exemplo de cabeçalho de extensão do IPv6 (fonte: Tanenbaum)
Hop-by-hop para datagramas grandes
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IPv6 - endereçamento
Prefixos identificam diferentes tipos de
endereços
Nova notação com oito grupos de quatro dígitos
hexadecimais
Ex.:
8000:0000:0000:0000:0123:4567:89AB:CDEF
Zeros à esquerda podem ser omitidos
Ex.: 8000::123:4567:89AB:CDEF
Endereços IPv4
Ex.: ::192.31.20.46
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IPv6 - transição a partir do IPv4
Pilha dupla
Implantação de túnel
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Abordagem de pilha dupla (adaptado de Kurose)
A B E F
IPv6 IPv6 IPv6 IPv6
C D
IPv4 IPv4
Flow: XSrc: ADest: F
data
Flow: ??Src: ADest: F
data
Src:ADest: F
data
A-to-B:IPv6
Src:ADest: F
data
B-to-C:IPv4
D-to-E:IPv4
E-to-F:IPv6
Certain IPv6 header information lost, e.g., flow label
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Implementação de túnel (fonte: Kurose)
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ICMPv6
Definido na RFC 2463
Inclui novos tipos e códigos de erro
Pacote muito grande
Opções IPv6 não reconhecidas
Incorpora a funcionalidade do IGMP (Internet
Group Management Protocol)