Redes 3 protocolos

Redes de ComputadoresProfessor: Mauro Jansen

Redes de Computadores

Protocolos de comunicação de dados

Objetivos

� Conhecer o conceito e aplicação de protocolos

� Conhecer os protocolos existentes e sua relação com as camadas do modelo OSI

Prof. Mauro JansenRedes de Computadores

Protocolos 2

relação com as camadas do modelo OSI

Protocolos de comunicação de dados


Protocolos 3

comunicação de dados

Protocolo de comunicação de dados

• Segundo Torres (2004), protocolo é uma “linguagem” usada pelos dispositivos de rede de modo que eles consigam se entender, isto é, trocar informações entre si.

• Um protocolo é um conjunto de regras que

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• Um protocolo é um conjunto de regras que governa a comunicação de dados (FOROUZAN, 2006).


Protocolos

Protocolos: analogia com a comunicação oral

Possíveis “protocolos” para comunicação:

- Idioma inglês


Protocolos

JoãoFala: português, inglês

Fujiro NakombiFala: chinês, inglês

- Idioma inglês- Gestos e sinais

Protocolos

• Assim como existem várias línguas no mundo, na informática há diversos protocolos

• São esses protocolos que permitem a diferentes dispositivos comunicar-se através da rede

• Na prática a maioria dos protocolos são

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• Na prática a maioria dos protocolos são softwares que já vêm incorporados ou são instalados no sistema operacional de rede

• Estudaremos os protocolos localizando-os com base nas camadas do padrão TCP/IP


Protocolos

Pilha de protocolos TCP/IP

DHCPFTP SMTPCamada de

AplicaçãoSNMPDNS RIP

Camada de

TransporteTCP UDP

HTTP

Camadas TCP/IP Protocolos


Protocolos

IP (v4)Camada de Internet

ARP PPPSLIP

IGMPICMP

Camada de Rede Ethernet Frame Relay ATM

Protocolos da camada de aplicação


Protocolos

DHCPFTP SMTPCamada de

AplicaçãoSNMPDNS RIPHTTP

de aplicação

Protocolo HTTP

• HTTP (Hipertext Transfer Protocol): protocolo de transferência de hipertexto

• Protocolo padrão da web, que hoje oferece conteúdo misto de texto, gráficos, som e vídeo

• O hipertexto é caracterizado pelo conteúdo misto

Prof. Mauro Jansen

• O hipertexto é caracterizado pelo conteúdo misto acima descrito interligado através de links

• O HTTP roda sobre o TCP/IP, portanto ao acessar uma página estamos usando HTTP, TCP/IP, a rede local e a internet


Protocolos

Protocolo HTTP: hipertexto


Protocolos

Protocolo FTP

• FTP (FileTransfer Protocol): protocolo de transferência de arquivos• Protocolo ou serviço antigo e bastante utilizada de transferência de

arquivos entre dois computadores

• Embora seu uso tenha diminuído, com serviços na “nuvem” como DropBox e Google Drive, ainda é usado por empresas e sites de hospedagem

Prof. Mauro Jansen

• Variantes:– FTPS (Secure File Transfer Protocol): protocolo FTP com uma camada

SSL para segurança, ou seja é o FTP com certificado

– SFTP (SSH File Transfer Protocol): é uma extensão de um outro protocolo, o SSH (Secure Shell) que permite a conexão/transferência de dados remotamente com a vantagem da criptografia na conexão entre o cliente e o servidor


Protocolos

Protocolo SMTP

• SMTP (Simple Mail Transfer Protocol ): protocolo de transferência de e-mail simples

• Protocolo padrão para envio de e-mails através da internet

• É um protocolo de texto simples

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• É um protocolo de texto simples• Recebe um ou mais destinatários de uma

mensagem, que são validados, e depois envia a mensagem

• Usa a porta 587 (antiga 25)


Protocolos

Protocolo DNS

• DNS (Domain Name System): Sistema de Nomes de Domínio

• Faz a correspondência entre nomes de servidores (ex: www.ifma.edu.br ) e o respectivo endereço IP ( ex: 200.137.128.53 )


Protocolos

CLIENTE Servidor DNS

Quem é ifma.edu.br?

200.137.128.53

Protocolo DNS: cooperação entre servidores

• Fica localizado em um servidor, que pode ser dedicado ou não a esse serviço

• Quando um servidor DNS não conhece um endereço, pergunta a outros servidores DNS até descobrir

3) Quao o DNS e IP p/ 2) Não tenho o IP de Servidor


Protocolos

IP p/ ifma.edu.br?

CLIENTE Servidor DNS

1) Quem é ifma.edu.br?

8)O IP de ifma.edu.br é

200.137.128.53

2) Não tenho o IP de www.ifma.edu.br.

Deixe-me procurar um servidor DNS para

ifma.edu.br

Servidor DNS

“.edu.br”

Servidor DNS “ifma.edu.br

4) O DNS p/ ifma.edu.br é net1.com.br e seu IP é

1.1.1.254

5) Qual o IP p/ ifma.edu.br?

6) O IP de ifma.edu.br é

200.137.128.53

7) Vou guardar o IP de

ifma.edu.br como

200.137.128.53

Protocolo DHCP

• DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol): Protocolo de configuração dinâmica de estações

• Responsável pela configuração dinâmica de endereços IP em uma rede– Atribui endereços IP quando um computador é

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– Atribui endereços IP quando um computador é inicializado ou conectado a uma rede

• Formas pelas quais podemos atribuir endereços IP aos computadores:– Manual: em cada computador, nas configurações de

rede– Automática: usando o protocolo DHCP


Protocolos

Endereços IP: atribuição manualou automática com DHCP?

• Atribuição manual de endereços:– Cada computador deve ter um IP único– Trabalhosa e pode ser demorada– Risco de duplicação indesejada de IP’s (conflito de IP)– Em redes grandes, é difícil localizar duas máquinas

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– Em redes grandes, é difícil localizar duas máquinas que estão com conflito de IP

– Recomendada apenas em redes pequenas

• Atribuição automática, com DHCP:– Funciona na filosofia cliente-servidor– Custo inicial da configuração de um servidor DHCP


Protocolos


Protocolos

Protocolo DHCP: funcionamento

• O servidor DHCP mantém uma tabela com os nomes dos diversos computadores da rede

• Atribui a eles um IP dentro de uma ou mais faixas de endereço, configuradas pelo administrador da rede (não são endereços aleatórios)

O servidor DHCP apenas empresta o endereço ao cliente:

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• O servidor DHCP apenas empresta o endereço ao cliente: a renovação do endereço é de responsabilidade do cliente– Se um computador não requisita seu endereço após um

determinado tempo, ele pode ser cedido a outro computador


Protocolos

Mesmo com o DHCP, alguns endereços precisam realmente ser fixos, como por exemplo o do próprio servidor DHCP e outros servidores e

dispositivos, como impressora compartilhada na rede


Computador Endereço IP

1. Micro PC03 e ligado e pede um endereço IP

2. Servidor DHCP consulta tabela e vê que PC03 já obteve um IP antes, então envia a mensagem com o IP 192.168.0.4


Protocolos


PC01 192.168.0.2

PC02 192.168.0.3

PC03 192.168.0.4

PC04 192.168.0.5

PC05 192.168.0.6

PC06 192.168.0.7

PC07 192.168.0.8

PC08



1. Micro PC08 é ligado e pede um endereço IP

2. Servidor DHCP consulta tabela e não encontra PC08, então, escolhe o próximo IP na faixa e envia para PC08: 192.168.0.9 e atualiza a tabela


Protocolos


PC01 192.168.0.2

PC02 192.168.0.3

PC03 192.168.0.4

PC04 192.168.0.5

PC05 192.168.0.6

PC06 192.168.0.7

PC07 192.168.0.8

PC08 192.168.0.9

Protocolo DHCP: verificando na conexão do computador


Protocolos

Detalhe da conexão de rede no Windows: computador obteve o IP 10.0.2.15 do servidor DHCP 100.2.2

Protocolo SNMP

• SNMP (Simple Network Management Protocol ): Protocolo de gerenciamento típico de redes TCP/IP

• Facilita o intercâmbio de informações entre os dispositivos de rede, como placas e switches

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dispositivos de rede, como placas e switches• Possibilita ao administrador de rede:

– Gerenciar o desempenho da rede– Encontrar e resolver eventuais problemas– Obter dados para planejamento e expansão da rede


Protocolos

Protocolo SNMP – estrutura de funcionamento


Protocolos

Protocolo SNMP – estrutura de funcionamento

• Agentes: são equipamentos gerenciáveis (ex: switches, modems, impressoras, servidores, etc.)– Contém “objetos” (informações, configurações, estatísticas)

• Gerentes: softwares de gestão de redes que permitem ao administrador executar tarefas administrativas através dos dados coletados

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dos dados coletados

• Mensagens: chamadas PDU (Protocol Data Units), são usadas na comunicação entre agentes e gerentes– GET (leitura), SET (escrita), TRAP (resposta)

• MIB (Management Information Base): banco de informações sobre cada equipamento (temperatura, tráfego, usuários, estatísticas, configurações, etc.)


Protocolos

Protocolo SNMP – exemplo de monitoramento


Protocolos

Protocolos da camada de Transporte


Protocolos

de Transporte

Camada de

TransporteTCP UDP

Endereços e Portas

• Já sabemos que cada computador tem um endereço IP único na rede, porém em um computador, podemos ter vários programas executando ao mesmo tempo

• O recurso de portas é usado para identificar para

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• O recurso de portas é usado para identificar para qual programa o pacote de dados é destinado– Cada programa ou serviço recebe um número de

porta padrão• Existem 65.536 portas TCP e 65.536 portas UDP,

numeradas de 0 a 65.535


Protocolos

Endereços e Portas

Em uma casa ou prédio, no mesmo endereço podemos ter vários destinatários (PORTAS):


Protocolos

Fonte> http://br.ccm.net/faq/12065-o-que-e-tcp-ip-como-funciona-e-para-o-que-serve

Endereços e Portas: portas mais usadas

• As portas TCP mais usadas (well known ports) são as portas de 0 a 1023Porta Utilização

80 Servidores web

21 Servidores FTP


Protocolos

22 SSH

23 Telnet

25 SMTP

443 HTTPS

Protocolo TCP

• TCP (Transfer Control Protocol): Protocolo de controle de transferência

• Permite dar segurança à transferência de informações e verificar se a mesma foi bem sucedida pelo receptor, caso contrário, envia novamente

Os dados circulam na forma de PACOTES

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• Os dados circulam na forma de PACOTES

• O TCP é orientado a conexão: mantém um diálogo entre origem e destino enquanto empacota as informações

• Características:– Requer negociação (“Olá, pronto para comunicar?”)

– Comunicação confiável (certifica se houve recebimento)


Protocolos

Protocolo TCP e pacotes

• Pequena unidade de informação que é transmitida pela rede.

• Qualquer mensagem (e-mail, páginas, arquivos) que é transmitida pela rede é enviada, na verdade, dividida em pequenos pedaços,

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verdade, dividida em pequenos pedaços, chamados pacotes.

Informática Básica –

Internet31

TCP: Estrutura do pacote TCP


Protocolos

https://pt.wikibooks.org/wiki/Redes_de_computadores/Protocolo_TCP

Protocolo TCP: funcionamento

• Envio:– Verifica se o destinatário está pronto para receber os dados

– Divide os dados em pacotes e compacta-os

– Enumera os pacotes

– Envia

Recebimento:

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• Recebimento:– Recebe

– Verifica se pacotes chegaram bem

– Se houve falha, reclama os pacotes que não chegaram

– Reune os pacotes antes de entregá-los aos softwares

– Avisa que recebeu, para que o remetente saiba que os dados chegaram direitinho


Protocolos

Protocolo TCP: exemplo


ProtocolosFonte> http://br.ccm.net/faq/12065-o-que-e-tcp-ip-como-funciona-e-para-o-que-serve

Protocolo UDP

• UDP (User Datagram Protocol): protocolo de datagramado usuário

• Protocolo simples que oferece às aplicações um serviço básico de entrega de pacotes

• Não orientado a conexão

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• Coloca a mensagem recebidas da camada de aplicação dentro de um segmento (pacote UDP) usando números de porta para identificar as aplicações:

• Não garante comunicação confiável– Não controla a ordem em que os segmentos chegarão

– Não oferece garantia de que chegarão

– Não certifica se houve recebimentoRedes de Computadores

Protocolos

Protocolo UDP: estrutura do pacote (datagrama) UDP

Porta de origem Porta de destino

Comprimento da mensagem Checksum

Dados


Protocolos

Protocolo UDP: exemplo


Protocolos

Protocolos da camada de Internet


Protocolos

de Internet

IP (v4)Camada de Internet

ARP PPPSLIP

IGMPICMP

RARP

Protocolo IP (Internet Protocol)

• Responsável pelo endereçamento do pacote a ser transmitido, adicionando ao mesmo um cabeçalho que permite o roteamento do pacote pela rede

• O cabeçalho contém:

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• O cabeçalho contém:– Endereço IP de origem e de destino– Identificador de protocolo– CRC: valor calculado para verificação de erros– TTL (Time to Live): indica o tempo em segundos que o

pacote poderá permanecer na rede, evitando loop infinito no tráfego de rede


Protocolos

Protocolo ICMP

• ICMP (Internet Control Message Protocol):protocolo de mensagem de controle

• Trabalha em conjunto com o IP• Serve para enviar mensagens para

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• Serve para enviar mensagens para responder a pacotes e informações que não foram entregues corretamente

• Após receber uma mensagem ICMP, o emissor envia novamente o pacote de dados não recebido


Protocolos

Protocolo ARP

• ARP (Address Resolution Protocol): Protocolo de resolução de endereços

• Responsável pelo mapeamento entre endereços lógicos (endereços IP) e endereços físicos (endereços MAC)

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(endereços MAC)• No TCP/IP as referências aos endereços das

estações são feitas usando endereços IP– O endereço físico do destinatário é descoberto

dinamicamente pelo transmissor antes de efetuar a comunicação, usando o protocolo ARP


Protocolos

Protocolo ARP: funcionamento


Protocolos

Protocolo ARP: programa arp

• Programa disponível na maioria dos SO de rede que permite visualizar a tabela ARP utilizada pelo protocolo IP para identificar o endereço físico do computador destino

• É executado na janela de linha de comando (prompt de comando do Windoes ou terminal no Linux). Ex.:


Protocolos

mauro@mauro-Lenovo-G460 ~ $ arp -a

? (10.3.2.2) em 64:51:06:62:bb:bf [ether] em wlan0

? (10.3.2.1) em 00:00:5e:00:01:04 [ether] em wlan0

? (10.3.2.37) em 6c:71:d9:1b:24:10 [ether] em wlan0

mauro@mauro-Lenovo-G460 ~ $

Protocolo RARP

• RARP (Reverse Address ResolutionProtocol)

• Permite algo inverso ao ARP: encontrar uma rede Ethernet que corresponda a um

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uma rede Ethernet que corresponda a um determinado IP

• Ex: estação de trabalho sem disco rígido (estação diskless) é inicializadaResolve o problema de


Protocolos

FIM


Protocolos 45

FIM

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