Post on 12-Mar-2020
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Internet e TCP/IP
Módulo G
A Internet : o que é?
Definição Geral: Uma vasta meta-rede (uma rede de redes) global de informações abertas composta de computadores
Definição Estrita (Internet IP): um conjunto de pelo menos 45.000 das 60.000+ inter-redes registradas, capazes de rotear pacotes IP entre si
Definição Ampla: a Internet IP somada a todas as redes conectadas capazes de rotear tráfego a um dispositivo ou processo destinatário
Incluindo
gateways de
aplicação (ex.:
e-mail), redes
store and
forward
(BITNET), e
redes usando
protocolos não
IP
O meio pelo
qual todos os
computadores
do mundo
podem se
comunicar uns
com os outros O número de
redes cujo
tráfego passa
pelos
principais
backbones
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Uma Internet Organizacional
Mundo Exterior
Toda máquina conectada
transparentemente a cada
outra máquina
Internet
Uma cadeia alimentar de dados
Telecom “Pipes” (linhas privadas, dialup, X.25,
ISDN, Ethernet, FDDI, ATM, HIPPI)
O que as Pessoas
e Organizações
Fazem
Ferramentas (FTP, Telnet, SMTP, WWW,....)
Internet “Glue” (TCP,UDP/IP)
Gerenciamento de
Redes (SNMP)
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O Modelo da Internet
Protocolos básicos IP e TCP / UDP
Hosts, Redes, Gateways, Aplicações
Acesso Discado
Enlaces de telecom
Redes (Networks)
Gateways
Hospedeiros (Hosts)
Modems e Linhas telefônicas para acesso discado
Tecnologia Internet
Fundamento: Rede de Redes - interligação por gateways (roteadores) Tipos de Computadores: grandes e pequenos (são tratados igualmente) Velocidade da Internet: rápidos e lentos (adaptável a qualquer velocidade) Importante: diferentes tecnologias de hardware interoperando Heterogêneo: múltiplos Sistemas Operacionais / plataformas de hardware Qualquer hardware: mascarando os detalhes do hardware
Conseqüência: implementação em praticamente todas as plataformas:
DOS Windows OS/2 Machintosh VMS (Digital) VM (IBM) Unix - influenciou fortemente o TCP/IP e vice-versa
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A Solução TCP/IP de Arquitetura Aberta
O TCP/IP foi desenvolvido, em grande parte, dentro de universidades.
Características:
todos os protocolos estão documentados em Request for Comments (RFC) - livremente disponíveis
os protocolos são públicos e qualquer um pode implementar
protocolos foram concebidos para ter independência quanto a fabricantes/plataformas
são amplamente discutidos em Forums de Debates na própria Internet, por instituições de pesquisa e comerciais
a arquitetura é estruturada em níveis e deu origem ao modelo OSI, sendo que este último é bem mais rígido
O que é TCP/IP ?
Fundamental: conjunto de protocolos para transporte de mensagens e interconexão de redes Protocolos mais conhecidos (pelo próprio nome):
TCP - Transmision Control Protocol IP - Internet Protocol
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Conjunto de Protocolos
IP: Internet Protocol
TCP UDP
Telnet FTP HTTP DNS TFPT NFS
Arpanet X.25 LAN Decnet Satnet Radio
Aplicação
Serviço Pt.-Pt. (Transporte)
Internet
Network
... ...
Tecnologias de Suporte
Questão: Em que tipos de rede posso usar TCP/IP ? Resposta: O TCP/IP independe da tecnologia de rede utilizada.
LANs (Local Area Networks)
Ethernet Token Ring FDDI ATM
WANs (Wide Area Networks)
Links Seriais (SLIP, PPP) X.25 T1, T2, T3, etc. ATM - ISDN DQDB
IP é encapsulado pelo quadro da rede de suporte IP Tunneling
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Endereçamento na Internet
Cada máquina é identificada como um HOST
identificação segurança contabilidade (parte comercial da Internet)
Vários níveis de endereçamento
Endereço físico (dependente do HARDWARE) Endereços Internet (número IP) Nomes textuais de HOSTS
Formato: 152.92.106.42 (numérico separado por ponto)
zeus.ime.uerj.br (textual)
Comunicação
Aplicação
Serviço Pt.-Pt.
Internet
Network
Aplicação
Serviço Pt.-Pt.
Internet
Network
Internet
Network
Internet
Network
Network
Host Bridge Gateways (Routers)
Host
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Endereçamento na Internet
Classe A
Classe B
Classe C
Classe D
Classe E
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 1 2 3
0
1
1
0
1
net id
net id
net id
host id
host id
host id
1 1 1
1 1 1 1
0
0
multicast address
reservado para uso futuro
224.000.000.000 até 239.255.255.255
000 até 127
128.000 até 191.255
192.000.000 até 223.255.255
Subredes: usando máscaras
permite alterar o número de bits para hosts/redes
só é válido dentro da rede interna
para o resto da Internet ainda vale o esquema original
permite várias subredes com domínios de broadcast
diferentes ao invés de uma grande rede
uso mais flexível da faixa de endereços
roteamento e endereçamento interno faz um AND com a
máscara
Exemplo rede: 152.92.0.0 classe B máscara original 255.255.0.0 máscara de subrede: 255.255.255.192
últimos 6 bits para endereço de HOST 10 bits para endereço de subrede redes com até 62 hosts total de 1022 subredes
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Endereço de Serviços no HOST
um host pode “hospedar” vários serviços
cada serviço é endereçado por uma identificação única no host
porta (ou socket)
existem serviços com portas bem conhecidas (convenção) - Well Known Ports
WWW:80, telnet:23, ftp:21
telnet
(23)
WWW
(80)
ftp
(21)
rede: 152.92.0.0
telnet 152.92.1.10
subrede: 152.92.1.0
IP: 152.92.1.10
IP - Internet Protocol
TCP/IP é baseado em Datagrama (IP) 1. pacote auto-suficiente (pouco overhead de protocolo) 2. sempre carrega endereço do destinatário e do remetente (endereço IP) 3. informação de controle suficiente para chegar ao destino 4. informação de controle para identificar o tipo de serviço associado a mensagem (UDP ou TCP) 5. informação de controle para identificar a porta de serviço (sockets) 6. informação útil pode ter tamanho variável
Datagrama:
termo genérico para uma mensagem auto-suficiente auto-suficiente: endereçamento e roteamento entrega da mensagem não é garantida
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Roteamento IP Regra nº1 - Todo HOST na Internet é potencialmente um roteador (gateway) Regar nº2 - Roteamento é baseado na informação de controle de cada IP e na informação local do HOST Regra nº3 - A decisão de roteamento é tomada por IP e para cada IP
Revisão Roteadores / Gateway para IP Roteando Datagramas IP unidade básica - datagrama IP
atravessando gateways
decisão sobre a rota a ser seguida
ou entrega diretamente ao destinatário ou envia adiante para outro roteador
Aplicação Aplicação Transporte Transporte Destino Gateway Destino Gateway Destino Gateway 128.66.1.0 128.66.12.3 128.66.1.0 128.66.1.5 128.66.1.0 128.66.1.2 128.66.12.0 128.66.12.2 128.66.12.0 128.66.12.3 default 128.66.1.5 default 128.66.12.1 default 128.66.12.1 My IP My IP My IP 128.66.12.2 128.66.12.3 128.66.1.5 128.66.1.2
Net: 128.66.12.0 Net: 128.66.1.0
Fonte Destino
Gateway
Roteamento - um exemplo
Token Ring
Ethernet
ArcNet
152.92.1.0
152.92.1.64
152.92.1.128
152.92.2.0
152.92.3.0
152.92.4.0
152.92.200.0
152.92.20.0 20.1 20.2 20.3 20.4
2.1 3.1
1.129
1.1
1.2 1.3
3.1
2.2
1.65
Rede: 152.92.0.0
máscara: 255.255.255.192
sub-redes: 64 números - 2
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Algoritmo de Roteamento extrai o endereço IP do destinatário de dentro do datagrama entrai o endereço de rede de dentro do endereço IP se (rede destino = minha rede - “da qual eu faço parte”)
envia direto para o destino usando a rede física senão se (destino coincide com uma rota específica de host na tabela)
envia para o gateway especificado nesta entrada da tabela
senão se (destino coincide com uma rede na tabela)
envia para o gateway especificado nesta entrada da tabela
senão se (existe uma rota default na tabela)
envia para o gateway especificado na entrada default da tabela senão
envia mensagem de No route to host ao destino
Protocolos de Roteamento
Preenchendo a tabela de rotas
roteamento estático roteamento dinâmico
Algoritmos de Roteamento
Vector-Distance
broadcast da tabela custo em termos de hops alcançabilidade não escala bem
Link-State (Shortest Path First)
informação completa da topologia da rede troca de informação de estado dos links
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RIP - Routing Information Protocol
Problemas: convergência lenta infinito pequeno Poison Reverse
Routing tables
Destination Gateway Flags Refcnt Use Interface
default 152.92.1.1 UG 2 15712 en0
127 127.0.0.1 U 1 17 lo0
127.0.0.1 127.0.0.1 UH 5 4324 lo0
152.92.1 152.92.1.10 U 11 19359 en0
152.92.1.32 152.92.1.30 UG 0 510 en0
152.92.1.65 152.92.1.65 UH 1 113 sl0
152.92.1.224 152.92.1.3 UG 0 2141 en0
152.92.2 152.92.2.62 UG 0 0 sl1
152.92.2.32 152.92.2.62 UG 0 4906 sl1
152.92.2.62 152.92.2.62 UH 1 2210 sl1
152.92.3 152.92.1.30 UG 0 189 en0
152.92.3.9 152.92.1.30 UGHD 1 179 en0
152.92.3.17 152.92.1.30 UGHD 1 173 en0
152.92.3.34 152.92.1.30 UGHD 0 8702 en0
152.92.4 152.92.4.1 U 2 13846 tr0
152.92.4.32 152.92.1.30 UG 0 340 en0
152.92.4.64 152.92.1.30 UG 0 107 en0
152.92.5 152.92.1.18 UG 0 0 en0
o mais popular redes médias Vector-Distance Hosts podem ser:
passivos
ativos
Regras de Operação:
rotas permanecem até surgirem rotas melhores se nenhum informação sobre a rota é “escutada”em 180s ,a rota é retirada da tabela 16 na métrica de hop-count significa rota inacessível
Address Resolution Protocol (ARP)
# arp -a
uerj-gw.uerj.br (152.92.1.1) at 0:0:c:1:b1:96 ethernet
vmesa.uerj.br (152.92.1.3) at 2:60:8c:8a:be:fb ethernet
? (152.92.1.15) at 0:40:5:28:8f:82 ethernet
? (152.92.1.18) at 0:0:b4:23:2f:d9 ethernet
dispo2.dinfo.uerj.br (152.92.1.24) at 0:40:5:28:ae:3a ethernet
eng-B.uerj.br (152.92.1.25) at 0:0:e8:2:73:b0 ethernet
fis-B.uerj.br (152.92.1.26) at 0:0:e8:2:a8:30 ethernet
geo-B-1.uerj.br (152.92.1.27) at (incomplete)
ditel1.dinfo.uerj.br (152.92.1.29) at 0:40:5:28:ae:2d ethernet
bl-d-gw.uerj.br (152.92.1.30) at 0:0:b4:23:50:ee ethernet
? (152.92.4.3) at 10:0:5a:a8:ff:cc token ring
? (152.92.4.6) at 10:0:5a:c9:5:5e token ring
mapear endereços físicos em endereços IP mapeamento estático: pouco conveniente as redes físicas mudam constantemente mapeamento dinâmico: ARP utiliza cache
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ARP: Funcionamento
Host A Host B Host C Host D
Funcionamento: Host A faz um broadcast Ethernet pedindo endereço IP: “o dono do endereço IP XYZ poderia me dizer seu endereço físico ?” Host D, o dono do IP XYZ, eventualmente, ouve o pedido e envia um datagrama com a resposta (endereço IP + endereço físico) O host que fez o pedido, Host A, recebe a resposta extrai o endereço físico e coloca na mensagem a ser enviada só então envia a mensagem inicial
Situação: Host A quer enviar um datagrama para Host D
endereço IP: XYZ
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3
1 2 3
Transporte
Transporte: oferece um serviço de entrega de um processo origem a um processo de destino. Finalidade:
transporte fim-a-fim para as aplicações de forma independente da internet de suporte interface para o uso da rede por aplicações que precisam se comunicar com aplicações remotas. Só necessitam saber o endereço da máquina e o tipo de serviço destinatário. (IP + socket) Multiplexação/Demultiplexação
Características:
existe uma camada de Transporte que abstrai a aplicação das camadas inferiores. O Transporte é feito ponto-a-ponto existem várias Classes de Serviços para atender requisitos diferentes das aplicações (confiabilidade, correção de erros, etc.).
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TCP - Transmission Control Protocol
Características
serviço de entrega confiável
garante ordenação
estilo Circuito Virtual
multiplexação
detecção e correção de erros
interface de programação por sockets
Circuito Virtual 3 fases
estabelecimento do circuito troca de mensagens encerramento do circuito
número do CV
UDP - User Datagram Protocol
Características
serviço de entrega não confiável
não garante ordenação
só acrescenta multiplexação e detecção de erro ao IP
interface de programação por sockets
Datagrama serviço não garantido não possui as 3 fases do CV mais simples
Questão: quando usar UDP e quando usar TCP ?
TCP: FTP, TELNET UDP: NFS, aplicações CLIENT/SERVER em LANs
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Internet Control Message Protocol
Mensagens de Controle
em uma rede local, física, os sinais de hardware controlam o comportamento dos HOSTS sinais de controle de hardware não atravessam as diversas redes em uma internet mensagens de controle são definidas para o TCP/IP, com diversas finalidades e são encapsuladas em IP as mensagens de controle também podem provocar ou se prejudicar por erros conduzindo a avalanches
Mensagens ICMP definidas echo request echo replay destination unreachable source quench network redirect time exceeded parameter problem timestamp request timestamp reply address mask request address mask reply
PING
jangada% ping merit.edu
PING merit.edu (35.1.1.42): 56 data bytes
64 bytes from 35.1.1.42: icmp_seq=0 ttl=241 time=865 ms
64 bytes from 35.1.1.42: icmp_seq=1 ttl=241 time=2420 ms
64 bytes from 35.1.1.42: icmp_seq=2 ttl=241 time=1432 ms
64 bytes from 35.1.1.42: icmp_seq=3 ttl=241 time=1400 ms
64 bytes from 35.1.1.42: icmp_seq=4 ttl=241 time=802 ms
64 bytes from 35.1.1.42: icmp_seq=5 ttl=241 time=1180 ms
64 bytes from 35.1.1.42: icmp_seq=6 ttl=241 time=788 ms
^C
--- merit.edu ping statistics ---
7 packets transmitted, 7 packets received, 0% packet loss
round-trip min/avg/max = 788/1269/2420 ms
jangada%
Todo host deve ser capaz de responder ao um ping (pong ?)
informações úteis para administração
algumas implementações tem o problema do “big ping”
usa ICMP echo
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TRACEROUTE
jangada% traceroute merit.edu
traceroute to merit.edu (35.1.1.42), 30 hops max, 40 byte packets
1 uerj-gw (152.92.1.254) 3 ms 3 ms 3 ms
2 cisco-lncc.rederio.br (192.80.207.41) 22 ms 22 ms 22 ms
3 192.80.207.130 (192.80.207.130) 25 ms 25 ms 34 ms
4 sdsc-brnet.cerf.net (134.24.112.100) 691 ms 687 ms 681 ms
5 mobydick-cerf.cerf.net (134.24.99.3) 680 ms 1915 ms 1001 ms
6 nynap-sdsc-atm-ds3.cerf.net (134.24.17.200) 744 ms 744 ms 744 ms
7 sprintnap.mci.net (192.157.69.11) 745 ms 754 ms 753 ms
8 border2-hssi1-0.NewYork.mci.net (204.70.45.5) 757 ms 749 ms 1135 ms
9 core-fddi-1.NewYork.mci.net (204.70.3.17) 1016 ms 758 ms 760 ms
10 core-hssi-3.Boston.mci.net (204.70.1.2) 762 ms 767 ms 762 ms
11 core-hssi-4.Chicago.mci.net (204.70.1.46) 1364 ms 781 ms 794 ms
12 border2-fddi-0.Chicago.mci.net (204.70.3.82) 780 ms 780 ms 1308 ms
13 merit-michnet-ds3.Chicago.mci.net (204.70.24.6) 787 ms 790 ms 789 ms
14 fdd0.michnet1.mich.net (192.203.195.4) 787 ms 792 ms 1186 ms
15 merit.edu (35.1.1.42) 785 ms 786 ms 786 ms
jangada%
também usa o ICMP echo
usa ICMP error
inicia o TTL com 1 e a cada hop incrementa
Serviços: Espaço de Informação Global
Serviços Básicos Transferência de arquivos Uso de Comp.Remotos
Correio Eletrônico Universal Fax
Listas Eletrônicas e Bulletin Board Services Listas Automatizadas Distribuição de News
Entrega Interativa de Informações Gopher World Wide Web
WAIS
Serviços de Diretório WHOIS Netfind CSO
X.500 Whois +++ Prospero
Serviços Interativos Multiusuário Collage, Talk, IRC, MUD, MOO, MUSH, MUCK, ICQ
Serviços de Indexação Archie Veronica Web Worm online library catalog
Agentes Ativos
Knowbots
Gerenciamento de Redes SNMP SNMP2
browsing pessoal
Coleta pessoal de
artigos
Permite achar
pessoas
Permite achar
informação
Buscas
automáticas
interação em grupo
Controle de
dispositivos
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Emergindo: Mercantilismo, Multimídia & Ubiquidade
Serviços Comerciais de Dados Eletrônicos
Bellcore Mercantilism Project
Iniciativa de EDI Educacional
MCC EINet initiative
Introdução de Tecnologia de Criptografia
Verificação de assinatura
“Digicash”
Proteção de Copyright
Aumento de privacidade
Serviços de Vídeo e Multimídia
MIME
CU-See Me
Mbone, Multicasting
Conectividade Ubíqua & Uso Amigável
Móvel Dialup CORBA / Jini / .NET
CATV VSAT
Permite troca de
registros
comerciais e de
negócios
Permite
transações
proprietárias e
particulares
Permite
multimídia,
colaboração,
diversão e difusão
Permite acesso
universal
Telnet - Terminal Virtual
VM TCP/IP Telnet V2R2
Connecting to HYDRA.GSC.ELE.PUC-RIO.BR 139.82.6.4, port TELNET (23)
Using Line Mode...
Notes on using Telnet when in Line Mode:
- To hide Password, Hit PF3 or PF15
- To enter Telnet Command, Hit PF4-12, or PF16-24
SunOS UNIX (Hydra) login: alexszt Password: Last login: Mon Sep 19 19:27:06 from master.uerj.br SunOS Release 4.1.1 (GEN_SLIP_1GB) #1: Wed Aug 17 18:07:02 EST 1994 You have mail. DEE-PUC/RJ Hydra% ps PID TT STAT TIME COMMAND 18122 p3 S 0:00 -csh (csh) 18126 p3 R 0:00 ps Hydra%
17
FTP - File Transfer Protocol Hydra% ftp master.uerj.br Connected to master.uerj.br. 220 master.uerj.br FTP server (Version 4.7 Tue Mar 09 17:39:34 CST 1993) ready. Name (master.uerj.br:alexszt): anonymous 331 Guest login ok, send ident as password. Password: 230 Guest login ok, access restrictions apply.
ftp> dir 200 PORT command successful. 150 Opening data connection for /bin/ls. total 40 dr-xr-xr-x 2 0 0 512 Apr 27 11:38 bin dr-xr-xr-x 2 0 0 512 Apr 27 11:38 etc dr-xr-xr-x 2 0 0 512 Apr 27 11:38 lib drwxr-xr-x 3 0 0 512 Sep 16 18:05 pub dr-xr-xr-x 3 0 0 512 Apr 27 11:38 usr 226 Transfer complete. 305 bytes received in 1.9 seconds (0.16 Kbytes/s) ftp> cd pub 250 CWD command successful. ftp> dir 200 PORT command successful. 150 Opening data connection for /bin/ls. total 8 drwxr-xr-x 3 0 0 512 Sep 16 18:05 network 226 Transfer complete. 72 bytes received in 0.026 seconds (2.7 Kbytes/s) ftp> quit
221 Goodbye.
SMTP - Simple Mail Transfer Protocol
Message Edit Options Window Help _______________________________________________________________________________ Sending Mail Lines 2 to 17 of 18 More: - + From: Alexandre Sztajnberg <ALEXSZT@IME.UERJ.BR> Organization: Universidade do Estado do Rio de Janeiro Subject: Teste de EMail To: Alex Teste <alexszt@IME.UERJ.BR> ======================================================================== Esta area e reservada para o texto. Note-se que a tela de apresentacao pode variar de acordo com o sistema operacional e o anbiente. Ambientes graficos tem uma interface mais bonita, porem o protoclo e' o mesmo SMTP. Ate. _______________________________________________________________________________ F1 =Help F2 =Add Line F3 =Quit F4 =Add Page F5 =Send F6 =Switch F7 =Backward F8 =Forward F9 =Del Line F10=MenuBar F11=SpltJoin F12=Cancel ====>
cabeçalho
área de mensagem
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Archie - Gopher - Wide World Web
Acesso à Internet
Acesso via ponto de presença local (point of presence - POPs) chamadas locais banda larga já disponível nas casas
Provedores de Serviços Internet (ISPs)
POPs se conectam a um nível superior da hierarquia através de um ponto de interconexão
Linha telefônica é a mais comum para indivíduos
Acesso por Banda Larga (Cabo e ADSL) estão chegando rapidamente … e competindo pelo mercado
19
Arquitetura da Internet
MindQ: Internet Business edition
Acesso à Internet
http://news.bbc.co.uk/hi/english/sci/tech/newsid_284000/284208.stm
20
Estrutura / Terminologia da Internet
Rede de interconexão internacional / provedores internacionais de backbone
Provedores Nacionais de Backbone - PNBs (Network Service Providers - NSPs) linhas de alta velocidade ou série de
conexões que foram os grandes estradas da Internet
ex.: Embratel, RNP, IBM
interconexão (peering) privada bilateral, or em Pontos de Troca de Tráfego (PTTs)
Provedores regionais são conectadas a um ou mais PNBs
Provedores de Acesso Internet (Internet Service Providers - ISPs)
provedores locais, empresa
clientes dos provedores regionais
PNB A
PNB B
PTT PTT
Prov. regional
Prov. regional
Prov. local
Prov. local
PNB C