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Programa de Pós-Graduação em Engenharia Eletrônica
Faculdade de Engenharia
Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Prof. Marcelo Gonçalves Rubinstein
Redes de Computadores
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Ementa
Introdução a Redes de Computadores A Camada Aplicação A Camada Transporte A Camada Rede
A Camada Enlace A Camada Física
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Camada rede
Protocolos de rede Fornecem comunicação entre hospedeiros diferentes
Serviços Encaminhamento Roteamento Endereçamento Comunicação de erros e de informações
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Encaminhamento x roteamento
Encaminhamento Envolve a transferência de um pacote de um enlace de
entrada para um enlace de saída dentro de umroteador
Roteamento Envolve todos os roteadores de uma rede, cujas
interações por meio de protocolos de roteamentodeterminam as rotas que os pacotes devem seguir
Tabela de roteamento Indica para qual enlace de saída o pacote deve ser
encaminhado Kurose chama de tabela de repasse
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Algoritmos e de tabelas de roteamento (fonte: Kurose)
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Camada rede
Modelos de serviço de rede Entrega garantida Entrega garantida com atraso limitado
Entrega ordenada de pacotes Largura de banda mínima garantida Variação máxima do atraso garantida
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Camada rede
Modelos de serviço de rede (fonte: Kurose)
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Circuitos virtuais x datagramas
Camada rede pode oferecer serviços orientadosou não a conexão
Circuito virtual Orientado a conexão
Datagrama Não orientado a conexão
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Circuitos virtuais
Circuito virtual consiste em Caminho entre a origem e o destino Números de CVs
Um número para cada enlace ao longo do caminho
Registros na tabela de roteamento em cada roteadorao longo do caminho
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Rede de circuito virtual (fonte: Kurose)
Interface de entrada VC # de entrada Interface de saída VC # de saída
1 12 2 222 63 1 18 3 7 2 171 97 3 87… … … …
Tabela de roteamento no roteador R1:
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Circuitos virtuais
Roteadores devem manter informações deestado das conexões em curso
Três fases Estabelecimento de CV
Pode haver reserva de recursos
Transferência de dados Fechamento de CV
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Circuitos virtuais
Estabelecimento e transferência de dados (fonte: Kurose)
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Datagramas
Usam endereços de destino para rotearem ospacotes
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Tabela de roteamento - 1/2 (fonte: Kurose)
Destination Address Range Link Interface
11001000 00010111 00010000 00000000through 0
11001000 00010111 00010111 11111111
11001000 00010111 00011000 00000000through 1
11001000 00010111 00011000 11111111
11001000 00010111 00011001 00000000through 2
11001000 00010111 00011111 11111111
otherwise 3
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Tabela de roteamento - 2/2 (fonte: Kurose)
Prefix Match Link Interface
11001000 00010111 00010 011001000 00010111 00011000 111001000 00010111 00011 2
otherwise 3
DA: 11001000 00010111 00011000 10101010
Exemplos
DA: 11001000 00010111 00010110 10100001 Qual interface?
Qual interface?
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Datagramas
Roteadores usam a regra da concordância doprefixo mais longo
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Interconexão de redes
Vários tipos diferentes de redes
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Interconexão de redes
Conjunto de redes interconectadas (fonte: Tanenbaum)
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Interconexão de redes
Diferenças entre redes (fonte: Tanenbaum)
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Interconexão de redes
Necessidade de comunicação global Interconexão pode ser feita na camada rede
através dos roteadores Protocolo IP tem como objetivo a interligação de
redes
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IP
Protocolo da Internet (Internet Protocol)
Definido na RFC 791 Serviços
Detecção de erros no cabeçalho Fragmentação/remontagem Endereçamento Encaminhamento (apresentado posteriormente)
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Formato do datagrama IPv4 (adaptado de Tanenbaum)
Data
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IP - formato do datagrama
Versão (4 bits) Comprimento do cabeçalho - IHL (4 bits)
Tamanho em palavras de 32 bits
Tipo de serviço - ToS (6 bits) Comprimento do datagrama (16 bits)
Tamanho máximo de 65535 octetos
Identificador (16 bits) Todos os fragmentos de um datagrama possuem um
mesmo identificador
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IP - formato do datagrama
Flags (2 bits) DF - não fragmentar MF - mais fragmentos
Último fragmento tem o bit igual a 0
Deslocamento de fragmentação (13 bits) Informa (em múltiplos de 8 octetos) a que ponto do
datagrama o fragmento pertence Fragmentos (exceto o último) têm de ser múltiplos de 8
octetos Existem no máximo 8192 fragmentos por datagrama
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IP - formato do datagrama
Tempo de vida - TTL (8 bits) Para garantir que datagramas não fiquem circulando
indefinidamente pela rede Decrementado de uma unidade a cada roteador Quando chega a 0, o datagrama é descartado e é
enviada uma mensagem à origem
Protocolo (8 bits) Indica o protocolo da camada transporte
Soma de verificação do cabeçalho (16 bits) Análoga à utilizada no TCP e no UDP Deve ser recalculada a cada roteador
TTL muda
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IP - formato do datagrama
Endereço de origem (32 bits) Endereço de destino (32 bits) Opções
Permitem que o cabeçalho IP seja ampliado Pode ter de usar enchimento (cabeçalho tem de ser
múltiplo de 32 bits)
Fonte: Tanenbaum
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IP - formato do datagrama
Dados Podem carregar dados do transporte ou outros tipos de
dados, como mensagens ICMP
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IP - fragmentação/remontagem
MTU do enlace estabelece um limite máximopara o datagrama IP
Fragmentação MTU do enlace de saída é menor que o tamanho do
datagrama IP Se DF=0 e tamanho do fragmento é maior que a MTU
do enlace de saída roteador envia pacote ICMP A fragmentação pode ocorrer em diferentes pontos da
rede para um mesmo pacote “original”
Remontagem é feita nos sistemas finais
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Fragmentação/remontagem no IP (fonte: Kurose)
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Fragmentação/remontagem no IP (fonte: Kurose)
ID=x
offset=0
fragflag=0
tamanho=4000
ID=x
offset=0
fragflag=1
tamanho=1500
ID=x
offset=185
fragflag=1
tamanho=1500
ID=x
offset=370
fragflag=0
tamanho=1040
Um grande datagrama se tornavários datagramas menores
• Exemplo
• datagrama de 4000 bytes
• MTU = 1500 bytes
1480 bytes nocampo de dados
offset =1480/8