Post on 17-Apr-2015
Protocolo IP
Profa. Ana Cristina Benso da Silva
Disciplina: Redes de Computadores
Redes de Computadores Profa. Ana Benso
Roteiro
IPv4CaracterísticasFrame
Campos do Frame
Opções IPv4Fragmentação e Remontagem
Redes de Computadores Profa. Ana Benso
Características do IP
Sistema de entrega fim-a-fimÉ um protocolo
Não orientados à conexãoSem controle de erros e sem reconhecimentoIsso significa que o protocolo IP não executa:
Controle de erros sobre os dados da aplicaçãoControle de fluxo Sequenciamento de dadosEntrega ordenada
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Características do IP
Serviço de entrega: Best-effortOs pacotes não são descartados
sumariamente, o protocolo torna-se não confiável somente quando há exaustão de recursos
Datagrama de tamanho variávelIPv4: tamanho máximo 64 Kbytes
Provê envio e recebimentoErros: ICMP
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Frame IP
Version HLEN Service Type Total Length
Identification Flags Fragment Offset
Time to Live (TTL) Protocol Header Checksum
Source IP Address
Destination IP Address
IP Options (if any) Padding
0 4 8 16 19 24 31
Data
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Campos IP
Version (4 bits)HLEN (4 bits)
Tamanho em no. de palavras de 32 bitsHeader sem opções: 5 (20 bytes)Header com opções: tamanho máximo 15 (60
bytes)Service Type
Confiabilidade, precedência, atraso e throughput
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Campos do IP
Total Length (16 bits) tamanho do header + área de dados
Identification (16 bits)Identifica de forma única um pacotes IP
Flags (3 bits)More Fragments (MF)Don´t Fragment (DF)Reserved
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Campos do IP
Fragment Offset (13 bits)Múltiplo de byte
Time to Live (8 bits)Protocol ( 8 bits)
Próximo nível a receber dados (protocolo que está encapsulado no frame IP)
ICMP (1), TCP (6), UDP (17)
Header Checksum (16 bits)Soma dos complementos de 1 de blocos de 16 bits,
contendo informações do header do IP
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Campos IP
Endereço Origem (32 bits)Origem dos dadosNão é alterado ao longo da transmissão
Endereço Destino (32 bits)Destino dos dados Não é alterado ao longo da transmissão
Opções (variável)Security, source route, record route, stream id (used for
voice) for reserved resources, timestamp recording
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Campos do IP
Padding (variável)Faz com que o header seja múltiplo de 4
Data (variável) Data + header < 65,535 bytes
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Type of Service
TOS (Type of Service)Especifica como o Datagrama deve ser tratadoDivisão Original
Precedence: importância do datagramaD: baixo atrasoT: alto throughputR: alta confiabilidade
Precedence D T R Unused
0 3 4 5 6
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Type of Service
Valores possíveisBits 0-2: Precedence
111 Network control. 110 Internetwork control. 101 CRITIC/ECP. 100Flash override. 011 Flash. 010 Immediate. 001Priority. 000Routine.
Bit 3: Delay 0 Normal delay. 1 Low delay.
Bit 4: Throughput 0 Normal throughput. 1 High throughput.
Bit 5: Reliability 0 Normal reliability. 1 High reliability.
Bits 6-7: Reserved for future use.
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Type of Service
ProblemaDifícil para a Internet atender as solicitações de
tipo de serviçoEntão passa a ser usado como uma “dica” para
algoritmos de roteamento não como uma demanda
Em 1990 o IETF redefiniu o “service type” para acomodar os “differentiated services”
CODEPOINT Unused
0 6
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Type of Service – Compatibilidade
Distinção entre os bits do codepointSe os últimos 3 bits (codepoint) contém 0
(zero)São definidas 8 classes de serviços que
seguem a definição originalPrecedência especial: 6 e 7
Roteador deve implementar ao menos 2 esquemasBaixa prioridadeAlta prioridade
3 bits em 0 e precedência 6 ou 7: alta prioridade
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IP Options
O campo de opções do protocolo IP é opcionalInicia após o endereço do destinoPode estender o header do IP até o tamanho
máximo de 60 bytes
Formato do campo de opções
COPY OPTION CLASS OPTION NUMBER
0 1 3
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IP Options
Copy (1 bit)Controla como os roteadores tratam as opções durante
o processo de fragmentação
Option Class (2 bits)Especifica a classe geral de opções
Option Class Descrição 0 Controle da rede ou datagrama
1 Reservado
2 Depuração
3 Reservado
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IP Options
Option Number (5 bits)Especifica uma
classe específica dentre da classe geral
Option Number Descrição
1 No operation 2 Security 3 Loose Route 7 Recorde Route 8 Stream Identifier 9 Strict Source Route 11 MTU Probe 12 MTU Reply 4 Timestamp 18 Traceroute
Option Number Descrição
1 No operation 2 Security 3 Loose Route 7 Recorde Route 8 Stream Identifier 9 Strict Source Route 11 MTU Probe 12 MTU Reply 4 Timestamp 18 Traceroute
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Record Route Option
Provê uma forma de monitorar como os datagramas são roteados
Cada roteador que “roteia” o datagrama acrescenta seu endereço IP ao campo de opções
CODE LENGTH POINTER
FIRST IP ADDRESS
SECOND IP ADDRESS
...
0 8 16 24 31
copy + option class + option number = CODE (1 byte)copy + option class + option number = CODE (1 byte)
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Code e Pointer
Code ( 8 bits)Representa os campos copy, option class e
option numberExemplo: copy = 0, option class = 0, option number = 7 code = 7copy = 1, option class = 0, option number = 9 code = 137
Pointer (8 bits)Aponta para próxima área a ser preenchida ou
“consultada”Deve ser alterada pelo host ou roteador que manipula
dados do campo de opções
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Source Route Option
Source RouteStrict Source Route: rota exata a ser seguidaLoose Source Route: deve passar pelo menos
por um dos roteadores
CODE LENGTH POINTER
IP ADDRESS OF FIRST HOPE IP ADDRESS OF SECOND HOPE
...
0 8 16 24 31
copy + option class + option number = CODE (1 byte)copy + option class + option number = CODE (1 byte)
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Timestamp Option
Similar ao Record RouteInicialmente contém uma lista vazia de
roteadores e temposCada roteador acrescenta seus dados
CODE LENGTH POINTER OFLOW FLAGS
FIRST IP ADDRESS
FIRST TIMESTAMP
...
0 8 16 24 31
copy + option class + option number = CODE (1 byte)copy + option class + option number = CODE (1 byte)
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Timestamp Option
Cada entrada na lista contémIP address (32 Bits)Timestamp (inteiro de 32 bits)
OFLOW (4 bits)Contador do número de roteador que não
puderam acrescentar informaçõesFLAGS
Controla o formato exato do campo de timestamp
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Timestamp - Flags
Os valores possíveis são
Valor das Flags Descrição
0 Registre apenas o timestamp, omita o endereço IP 1 Acrescente o endereço IP e após o timestamp 3 Endereços IP são especificados pela origem. O roteador só irá registrar seu timestamp se o próximo IP na lista for o seu.
Valor das Flags Descrição
0 Registre apenas o timestamp, omita o endereço IP 1 Acrescente o endereço IP e após o timestamp 3 Endereços IP são especificados pela origem. O roteador só irá registrar seu timestamp se o próximo IP na lista for o seu.
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Fragmentação
Cada padrão de rede tem um MTU diferenciadoEthernet: 1500 bytesATM: 53 bytesFDDI: 4500 bytes...
Datagramas maiores do que a MTU da rede devem ser fragmentados
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Fragmentação
Cada fragmento recebe uma cópia do header IP do datagrama original e uma porção de dados
Header IP Dados
Header IP Dados Frag #1
Header IP Dados Frag #1
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Fragmentação
No header IP dos fragmentos alteram-se os camposFlags, Fragment Offset, Total Length
Header IP Dados
Header IP Dados Frag #1
Header IP Dados Frag #2
ID = xxxx DF = 0 MF =1 OFSSET = 0
ID = xxxx DF = 0 MF = 0 OFSSET = 0+Tam FRAG #1
Original
Fra
gmen
tos
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Fragmentação - exemplo
R1 R2MTU = 1500 bytes MTU = 1000 bytes MTU = 1500 bytes
1 Datagrama Origem3000 bytes
3 fragmentos de 1000 bytes
3 fragmentos de 1000 bytes
ID = 12345, DF = 0 MF = 0Offset = 0, len = 3000
ID = 12345, DF = 0 MF = 1Offset = 0, len = 1000
ID = 12345, DF = 0 MF = 1Offset = 1000, len = 1000
ID = 12345, DF = 0 MF = 0Offset = 2000, len = 1000
ID = 12345, DF = 0 MF = 1Offset = 0, len = 1000
ID = 12345, DF = 0 MF = 1Offset = 1000, len = 1000
ID = 12345, DF = 0 MF = 0Offset = 2000, len = 1000
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Fragmentação com DF = 1
R1MTU = 1500 bytes MTU = 1000 bytes
1 Datagrama Origem3000 bytes
0 fragmentosRetorno ICMP
ID = 12345, DF = 1 MF = 0Offset = 0, len = 3000
ID = 12345, DF = 1 MF = 0Offset = 0, len = 3000
DatagramaDescartado !!!
DatagramaDescartado !!!
ICMP – Destination UnreachableFragmentation Neede and DF = 1
ICMP – Destination UnreachableFragmentation Neede and DF = 1
Recebido pela origem do datagramaRecebido pela origem do datagrama Se Offse t == 0 icmpSe Offse t == 0 icmp
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Remontagem
Fragmentos são remontados somente no destinoRoteadores intermediários não devem remontar
datagramas Gasto de memória e processamento Comutação de pacotes = fragmentos com rotas diferenciadas
Tempo máximo para remontagemSe faltam fragmentos e o tempo se esgota, os
fragmentos são descartadosDestino envia para origem um ICMP de Time Exceeded
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Fragmentação & Remontagem
Origem
N. 7
N. 4
N. 3
N. 2
N. 1
Destino
N. 7
N. 4
N. 3
N. 2
N. 1