redes avançadas

Redes Avançadas

Prof. Mateus Raeder

Universidade do Vale do Rio dos Sinos- São Leopoldo -

Redes Avançadas – Prof. Mateus Raeder

P2P


P2P

• Se todos os hosts (máquinas da rede) fizessem o papel de servidor e de cliente, evoluiríamos para uma arquitetura peer-to-peer (P2P)– Máquinas individuais podem fornecer serviços a outras

• Não depende de servidor central– Elimina problemas de falha de serviço


P2P

• Então: o que são sistemas P2P?– Sistemas distribuídos sem uma organização hierárquica

e tampouco centralizado

• Cada usuário (cada cliente, máquina) participa em troca de fornecer acesso a recursos que ele dispõe

• Como o P2P ganhou fama?– Distribuição ilegal de arquivos


P2P

• Algumas características:– Não tem coordenação central– Banco de dados (?)– Sem gargalos– Dados acessíveis por todos os componentes da rede– Cooperação é possível sem custos adicionais de

hardware para adição de servidores para coordenação

• São redes virtuais que funcionam na Internet com o objetivo de permitir o compartilhamento de recursos entre os participantes


P2P

• Modelos de arquitetura– Descentralizada:

• Não há um ponto central, cada nó tem o mesmo nível• Todos os nós compartilham e gerenciam os recursos e

tráfego

– Semicentralizada:• Há um nó central para informações de controle

(normalmente para controle de tráfego)• Ou um conjunto de super-nós que fazem esta função (a

queda de um destes super-nós afeta somente os inferiores diretamente ligados a eles

• Os demais nós são autônomos e equivalentes


P2P

• Outra classificação utilizada é quanto a busca: centralizada, inundação e hash distribuída:– Busca centralizada

• Na rede, existe um ponto central de buscas. Os nós, então, “perguntam” a este centralizador onde existe a informação desejada. Após esta busca, o centralizador informa o local, e a comunicação peer to peer é realizada.

– Por ser centralizado, é passível de falhas– Desempenho baixo, devido a diversas consultas realizadas a

um mesmo servidor– É de fácil implementação


P2P

• Outra classificação utilizada é quanto a busca: centralizada, inundação e hash distribuída:– Inundação

• Os nós são totalmente independentes. A busca, então, é realizada somente com os nós vizinhos.

• Mas por que inundação?– Pois os nós que não possuem os dados da busca, realizam

outra busca nos seus nós vizinhos, e assim sucessivamente– Assim, traz a idéia de uma inundação de buscas pelos peers– Quando a informação for encontrada, o local desta informação

é repassado ao originador da busca– Possui controle de TTL (time to live) da busca


P2P

• Outra classificação utilizada é quanto a busca: centralizada, inundação e hash distribuída:– Tabela Hash Distribuída (DHT)

• Identificadores são atribuídos de acordo com uma determinada função hash. A idéia é mapear de maneira única todos os objetos e os nós. O hash é distribuído entre os peers.

• As tabelas hash são utilizadas para separar o espaço de buscas.

• Assim, quando uma consulta é realizada, a chave é consultada e a busca é repassada para o nós responsável, que saberá o caminho para o local da informação


P2P

• Principais classes de aplicações P2P– Mensagem instantânea

• Possibilidade de poder enviar uma mensagem em tempo real pela internet (IM – Instant Messaging)

– Compartilhamento de arquivo• Transferir arquivos entre os hosts

– Computação distribuída• Utilização de recursos computacionais ociosos

– Trabalhos colaborativos• Melhorar a produtividade de grupos que possuem

interesses em comum


P2P

• Aplicações encontradas– Mensagens instantêneas:

• ICQ• MSN• Skype• K-Lite• Pichat• Pidgin• Usenet• P2P Messenger• SOULSEEK

• UfaSoft P2P Instant Messenger


P2P

• Aplicações encontradas– Compartilhamento de arquivos

• LimeWire• Emule• BearShare• Kazaa• Pichat• Gnutella• Deluge• qBittorrent• BitComet

• Azureus• Utorrent• Ares Galaxy• Kademlia• SOULSEEK• YaCy• FastTrack• BitTorrent


P2P

• Aplicações encontradas– Computação distribuída

• SETI@Home (Search for Extraterrestrial Intelligence)• Folding@home• World Community Grid• OurGrid• DNS


P2P

• Aplicações encontradas– Trabalhos colaborativos

• • • •


P2P

• Aplicação de trabalho colaborativo– Aplicações deste gênero são conhecidas como

groupware application– É um software que suporta diversos pontos, tais como:

• Comunicação e coordenação de usuários• E-mail• Calendário• Espaço de trabalho• Listas de discussão• Gerência de documentos• Vídeo conferência


P2P

• Exemplo de aplicação de trabalho colaborativo– Lotus Notes– Microsoft NetMeeting– Groove– Ikimbo– Consilient


P2P

• Qual a diferença entre uma abordagem P2P e uma Fim-a-fim?

– Uma configuração ponto-a-ponto (P2P) trata-se da ligação entre dois nós em uma determinada rede

– Já fim-a-fim, refere-se à abordagem na qual uma aplicação se comunica diretamente com outra, podendo estarem em uma rede P2P ou não


IPv6(continuação)


IPv6

• O que já vimos sobre IPv6– Vantagens sobre IPv4– Cabeçalho IPv6

• Campos que foram alterados• Campos que foram excluídos• Campos que foram adicionados

– Endereçamento• Quantidade de bits para endereçamento• Forma de endereçamento• Formas de representação do endereço


ICMPv6

• ICMPv6– Possui as mesmas funções básicas do ICMPv4

• Informar características da rede• Diagnósticos• Informar erros no processamento e envio dos pacotes

– Dois tipos (classes) de mensagens• Mensagens de informação• Mensagens de erro


Cabeçalhosde extensão

ICMPv6

• O cabeçalho ICMPv6 é precedido pelos cabeçalhos de extensão (se houver) e pelo cabeçalho base do IPv6

Cabeçalho Base IPv6

Cabeçalho ICMPv6

Próximo cabeçalho: 58

Informa que após o cabeçalho existe um

cabeçalho ICMP


ICMPv6

• Cabeçalho ICMP

Tipo Código Checksum

Dados

Tipo: informa o tipo da mensagem.Possui 8 bits.

Código: fornece informações adicionaispara alguns tipos de mensagens.

Possui 8 bits.

Checksum: utilizado para encontrar erros edados corrompidos no cabeçalho ICMP.

Possui tamanho de 16 bits. Dados: possuem informações referentesao erro ocorrido, dependendo do tipo

da mensagem. De acordo com a mensagem,o tamanho deste campo pode variar.


ICMPv6

• O ICMPv6 apresenta uma quantidade maior de mensagens

• As mensagens de erro definidas até o momento são:


ICMPv6

• As mensagens de informação definidas até o momento são:


IPv6

• Serviços básicos do IPv6 (utilizam ICMPv6)– Descoberta de vizinhança– Gerenciamento de Grupos Multicast– Mobilidade IPv6– Descoberta do Path MTU


IPv6

• Descoberta de vizinhança– Utiliza 5 mensagens ICMPv6

• Router Solicitation (tipo 133): utilizada pelos hosts para pedir uma mensagem do tipo Router Advertisement

• Router Advertisement (tipo 134): são mensagens enviadas periodicamente (ou em resposta a uma mensagem de Router Solicitation) pelos roteadores para avisar que encontram-se presentes no enlace

• Neighbor Solicitation (tipo 135): mensagem multicast enviada pelos nós para determinar endereço MAC e acessibilidade de um vizinho. Também pode detectar endereços duplicados.


IPv6

• Descoberta de vizinhança– Utiliza 5 mensagens ICMPv6

• Neighbor Advertisement (tipo 136): é uma mensagem enviada como resposta a uma Neighbor Solicitation. Quando há mudança em algum endereço MAC, esta mensagem também é enviada

• Redirect (tipo 137): são enviadas pelos roteadores para informar ao host qual é o roteador mais indicado para que seu pacote chegue ao destino


IPv6

• Descoberta de vizinhança– Descoberta de endereços da camada de enlace

• Determina o endereço MAC dos vizinhos do mesmo enlace. • Um host envia uma mensagem de Neighbor Solicitation

informando seu MAC e solicitando o MAC vizinho. O vizinho, então, responde com uma mensagem Neighbor Advertisement, com seu endereço MAC

• Substitui o protocolo ARP do IPv4, utilizando um endereço multicast como destino


IPv6

• Descoberta de vizinhança– Descoberta de roteadores e prefixos

• Localiza roteadores vizinhos dentro do mesmo enlace• O roteador envia uma mensagem multicast do tipo Router

Advertisement, com opções adicionais desejadas• No IPv4, utiliza-se mensagens ARP Request

– Detecção de endereços duplicados• No IPv4, são utilizadas mensagens do tipo ARP Request,

juntamente com um método chamado gratuitous ARP• IPv6 utiliza mensagens do tipo Neighbor Solicitation • O possuidor de um endereço IPv6 envia uma mensagem de

Neighbor Solicitation. Se alguém responder, é duplicado.


IPv6

• Descoberta de vizinhança– Detecção de vizinhos inacessíveis

• Comunicação host-host, host-roteador e roteador-host• Verifica a acessibilidade dos nós durante o caminho• Um nó é acessível se enviou uma resposta ao vizinho que

enviou uma mensagem anteriormente• Este processo é somente executado quando ocorre uma

comunicação unicast. Mensagens enviadas multicast não executam este monitoramento

• IPv6 utiliza 2 tabelas para sabe o estado dos vizinhos

Neighbor cache Destination cache

Lista de vizinhos para os quais foram recentemente enviados mensagens.Armazena IP, MAC, flag indicando se é host ou roteador, acessibilidade, além de outras informações

Informações sobre destinos para os quais foi enviado mensagens recentemente. O Neighbor cache é um subconjunto desta cache. É atualizado por mensagens Redirect.


IPv6

• Descoberta de vizinhança– Redirecionamento

• Mensagens de Redirect são enviadas pelos roteadores• Ao receber uma mensagem de Redirect, o host

automaticamente aprende qual o roteador (no mesmo enlace) é o mais apropriado para o envio

• Mecanismo igual ao que existe no IPv4


IPv6

• Pesquise o que significa e como funciona no IPv6:

– Autoconfiguração de endereços stateless

– Autoconfiguração Stateful

– DHCPv6


IPv6

• Fragmentação– Permite que pacotes de tamanho maior do que o limite

do enlace sejam enviados– Diferente do IPv4

• Vejamos a situação seguinte:

MTU = x MTU = x/4

Host A Host B

Roteador


IPv6

• Com o IPv4, cada roteador pode fragmentar os pacotes, de acordo com o MTU da rede a ser enviado.

• Assim, vários fragmentos podem ser acumulados durante o caminho, dependendo da quantidade de roteadores e diferentes MTUs que vão passar

• No IPv6, o processo de fragmentação inicia com o protocolo Path MTU Discovery– Descobre dinamicamente o tamanho máximo que o

pacote pode possuir, identificando os MTUs até o destino


IPv6

• Path MTU Discovery– Assume que o MTU é o mesmo MTU do enlace inicial– Se, no caminho, o tamanho de qualquer pacote for

maior que o MTU informado pelo roteador do próximo enlace, o roteador descarta o pacote, e retorna um ICMPv6 packet too big

– Este mecanismo continua até que o tamanho do pacote seja igual ou menor ao menor MTU do caminho, realizando quantas reduções forem necessárias


IPv6

• Assim, diminui-se o overhead dos roteadores, pois a fragmentação é realizada na origem

Roteador

MTU = x MTU = x/4

Host A Host B

Fragmentação somente na origem!!


IPv6

• No IPv4 existe a limitação de pacotes de tamanho igual a 64KB

• No IPv6, existe a possibilidade do envio de pacotes chamados jumbograms

• O que são os jumbograms do IPv6? Como se sabe (no cabeçalho) que um pacote é um jumbogram?

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