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REDES 8.0 Camada de Rede
Mapa mental: Camada de Rede e Protocolos IP
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REDES 8.0 Camada de Rede
Camada de Rede
- • Fornece serviços para permitir que dispositivos finais troquem dados entre redes;
- • IP versão 4 (IPv4) e IP versão 6 (IPv6) são os principais protocolos de comunicação de camada de rede;
- Inclui outros protocolos como protocolos de roteamento (OSPF) e protocolos de mensagens (ICMP);
- • A camada de rede executa quatro operações básicas:
- • Endereça os dispositivos finais
- • Encapsulamento
- • Roteamento
- • Desencapsulamento
Encapsulamento IP
- O IP encapsula o segmento da camada de transporte
- O cabeçalho IP é usado para entregar o pacote ao host de destino
- O IP pode usar um pacote IPv4 ou IPv6 e não afetar o segmento da camada 4.
- O cabeçalho IP é examinado por dispositivos de Camada 3 à medida que viaja através de uma rede até seu destino
- As informações de endereçamento IP permanecem as mesmas desde o host de origem até chegar ao host de destino
Características do IP
- Desenvolvido como um protocolo com baixa sobrecarga
- Fornece apenas as funções necessárias para enviar um pacote de uma origem a um destino por um sistema interconectado de redes
- Suas características são:
- Sem conexão - Não há conexão com o destino estabelecido antes do envio de pacotes de dados.
- Melhor esforço - o IP é inerentemente não confiável, porque a entrega de pacotes não é garantida
- Independente da mídia - A operação é independente do meio (ou seja, cobre, fibra ótica ou sem fio) que carrega os dados
- Melhor esforço - o IP é inerentemente não confiável, porque a entrega de pacotes não é garantida
- Sem conexão - Não há conexão com o destino estabelecido antes do envio de pacotes de dados.
- Suas características são:
- Fornece apenas as funções necessárias para enviar um pacote de uma origem a um destino por um sistema interconectado de redes
- Desenvolvido como um protocolo com baixa sobrecarga
Sem Conexão
- O IP não tem conexão - nenhuma conexão ponta a ponta dedicada é criada pelo IP antes que os dados sejam enviados.
- Não há informações de controle necessárias (sincronizações, confirmações, etc.).
- O destino receberá o pacote quando ele chegar, mas nenhuma pré-notificação é enviada por IP.
- Não há informações de controle necessárias (sincronizações, confirmações, etc.).
- O IP não tem conexão - nenhuma conexão ponta a ponta dedicada é criada pelo IP antes que os dados sejam enviados.
Melhor esforço
- O protocolo IP não garante que o pacote enviado seja, de fato, recebido
- O IP reduziu a sobrecarga, uma vez que não há mecanismo para reenviar dados que não são recebidos.
- IP não espera confirmações e não sabe se o dispositivo está operacional ou recebeu o pacote
Independente de Mídia
- Não tem a capacidade de gerenciar e recuperar pacotes não entregues ou corrompidos;
- Não tem capacidade de retransmitir os pacotes em caso de erros. Podem chegar fora de sequência, corrompidos ou não chegar;
- Os serviços de camada superior devem resolver esses problemas;
- IP pode ser enviado por qualquer tipo de mídia: cobre, fibra ou sem fio.
- Há, uma característica muito importante dos meios físicos que a camada de rede considera: o tamanho máximo da PDU que cada meio consegue transportar.
- É chamada de "unidade máxima de transmissão" (MTU). A camada de enlace de dados passa o valor da MTU e a camada de rede determina o tamanho que os pacotes devem ter.
- Em alguns casos o pacote IPV4 é divido e encaminhado de um meio para outro com uma MTU menor, esse processo se chama "fragmentação". Causa latência, e pacotes IPV6 não podem ser fragmentados.
Pacote IPv4
- Cabeçalho do Pacote IPv4
- O IPv4 é um dos principais protocolos de comunicação de camada de rede
- Seu cabeçalho é usado para garantir que o pacote seja entregue ao dispositivo final de destino
- O cabeçalho consiste em campos com informações importantes sobre o pacote.
- As informações no cabeçalho são examinadas pela camada 3
- Campos do cabeçalho de pacote IPv4
- Seus valores são binários;
- O diagrama é lido da esquerda para a direita, de cima para baixo, 4 bytes por linha
- Os dois campos mais importantes são a origem e o destino.
- Seus campos principais são:
- Versão - Valor binário de 4 bits definido como 0100 que identifica que é IPV4
- Serviços diferenciados - determina a prioridade de cada pacote
- Checksum de cabeçalho - usado para detectar corrupção no cabeçalho IPV4
- Tempo de vida (TTL) - Limita a vida útil de um pacote
- Protocolo - Identifica o protocolo de próximo nível
- Endereço IP de origem - Origem do pacote, o IPV4 de origem é sempre UNICAST
- Endereço IP de destino - Destino do pacote, pode ser unicast / multicast ou broadcast
- Tamanho do Cabeçalho de Internet (IHL), Tamanho Total e Soma de Verificação do Cabeçalho - identificar e validar o pacote.
- Os campos Identificação, Flags e Deslocamento do Fragmento organizam um pacote fragmentado
- Tamanho do Cabeçalho de Internet (IHL), Tamanho Total e Soma de Verificação do Cabeçalho - identificar e validar o pacote.
- Endereço IP de destino - Destino do pacote, pode ser unicast / multicast ou broadcast
- Endereço IP de origem - Origem do pacote, o IPV4 de origem é sempre UNICAST
- Protocolo - Identifica o protocolo de próximo nível
- Tempo de vida (TTL) - Limita a vida útil de um pacote
- Checksum de cabeçalho - usado para detectar corrupção no cabeçalho IPV4
- Serviços diferenciados - determina a prioridade de cada pacote
- Versão - Valor binário de 4 bits definido como 0100 que identifica que é IPV4
- Cabeçalho do Pacote IPv4
Pacote IPv6
- Limitações do IPv4
- Esgotamento do endereço IPv4 - O IPv4 tem um número limitado de endereços públicos exclusivos disponíveis.
- Falta de conectividade ponto a ponto - Para que o IPv4 sobreviva a esse tempo, o endereçamento privado e o NAT (forma de vários dispositivos compartilharem um único endereço IPv4 público) foram criados. Isso terminou comunicações diretas com endereçamento público.
- Maior complexidade da rede — Embora o NAT tenha ampliado a vida útil do IPv4, ele só se destinava a ser um mecanismo de transição para o IPv6. Ele cria complexidade adicional na rede, criando latência e dificultando a solução de problemas.
- Falta de conectividade ponto a ponto - Para que o IPv4 sobreviva a esse tempo, o endereçamento privado e o NAT (forma de vários dispositivos compartilharem um único endereço IPv4 público) foram criados. Isso terminou comunicações diretas com endereçamento público.
- Visão geral do IPv6
- Foi desenvolvido pela Internet Engineering Task Force (IETF).
- Supera as limitações do IPv4
- Espaço de endereço aumentado - os endereços IPv6 são baseados no endereçamento hierárquico de 128 bits, em oposição ao IPv4 com 32 bits.
- Manipulação aprimorada de pacotes - O cabeçalho IPv6 foi simplificado com menos campos.
- Elimina a necessidade de NAT - com um número tão grande de endereços IPv6 públicos, o NAT entre um endereço IPv4 privado e um IPv4 público não é necessário. E evita problemas como latência.
- IPV6 fornece undecilhões de endereços.
- Elimina a necessidade de NAT - com um número tão grande de endereços IPv6 públicos, o NAT entre um endereço IPv4 privado e um IPv4 público não é necessário. E evita problemas como latência.
- Manipulação aprimorada de pacotes - O cabeçalho IPv6 foi simplificado com menos campos.
- Espaço de endereço aumentado - os endereços IPv6 são baseados no endereçamento hierárquico de 128 bits, em oposição ao IPv4 com 32 bits.
- Supera as limitações do IPv4
- Foi desenvolvido pela Internet Engineering Task Force (IETF).
- Esgotamento do endereço IPv4 - O IPv4 tem um número limitado de endereços públicos exclusivos disponíveis.
- Limitações do IPv4
Campos do cabeçalho de pacote IPv4 no cabeçalho de pacote IPv6
- O cabeçalho IPv6 é simplificado em relação ao IPV4
- O cabeçalho IPv4 consiste em um cabeçalho de comprimento variável de 20 octetos e 12 campos de cabeçalho básicos
- Vários campos IPv4 foram removidos para melhorar o desempenho. Flag / Deslocamento do fragmento / Soma de verificação do cabeçalho
- O cabeçalho IPv4 consiste em um cabeçalho de comprimento variável de 20 octetos e 12 campos de cabeçalho básicos
- Cabeçalho do Pacote IPv6
- Versão - Valor binário de 4 bits definido como 0110 que identifica que é IPV6
- Classe de tráfego - Equivalente ao campo Dsv (Serviços diferenciados - IPV4)
- Etiqueta de fluxo - sugere que todos os pacotes com a mesma etiqueta recebam o mesmo tipo de manipulação pelos roteadores
- Comprimento da carga útil - indica o comprimento da parte dos dados ou da carga útil do pacote IPv6
- Próximo cabeçalho - Equivalente ao protocolo IPV4 . Exibe o tipo de carga de dados que o pacote está carregando
- Limite de saltos - Substitui o campo TTL do IPV4
- Endereço IP de origem - Origem do pacote
- Endereço IP de destino - Destino do pacote
- Endereço IP de origem - Origem do pacote
- Limite de saltos - Substitui o campo TTL do IPV4
- Próximo cabeçalho - Equivalente ao protocolo IPV4 . Exibe o tipo de carga de dados que o pacote está carregando
- Comprimento da carga útil - indica o comprimento da parte dos dados ou da carga útil do pacote IPv6
- Etiqueta de fluxo - sugere que todos os pacotes com a mesma etiqueta recebam o mesmo tipo de manipulação pelos roteadores
- Classe de tráfego - Equivalente ao campo Dsv (Serviços diferenciados - IPV4)
- Versão - Valor binário de 4 bits definido como 0110 que identifica que é IPV6
- O cabeçalho IPv6 é simplificado em relação ao IPV4
Decisão de Encaminhamento do Host
- Com IPv4 e IPv6, os pacotes são sempre criados no host de origem
- Os dispositivos finais do host criam sua própria tabela de roteamento
- Um host pode enviar um pacote para o seguinte:
- Próprio (Itself) - Um host pode fazer ping a si mesmo enviando um pacote para um endereço IPv4 especial de 127.0.0.1 ou um endereço IPv6: 1
- Host local - Host de destino que está na mesma rede local que o host de envio. Os hosts de origem e destino compartilham o mesmo endereço de rede.
- Host remoto - Os hosts de origem e destino não compartilham o mesmo endereço de rede.
- Se um pacote é destinado a um host local ou a um host remoto é determinado pelo dispositivo final de origem. O método de terminação varia com a versão IP.
- Em IPv4 - O dispositivo de origem usa sua própria máscara de sub-rede juntamente com seu próprio endereço IPv4 e o endereço IPv4 de destino
- Em IPv6 - O roteador local anuncia o endereço de rede local (prefixo) para todos os dispositivos na rede.
- Hosts locais podem interagir entre si e compartilhar informações sem a necessidade de dispositivos adicionais.
- Os dispositivos que estão além do segmento de rede local são conhecidos como hosts remotos. Para enviar um pacote da origem a um dispositivo remoto temos a ajuda de roteadores e do roteamento.
- O roteamento é o processo de identificação do melhor caminho até um destino. O roteador conectado ao segmento de rede local é conhecido como gateway padrão
- Os dispositivos que estão além do segmento de rede local são conhecidos como hosts remotos. Para enviar um pacote da origem a um dispositivo remoto temos a ajuda de roteadores e do roteamento.
- Em IPv4 - O dispositivo de origem usa sua própria máscara de sub-rede juntamente com seu próprio endereço IPv4 e o endereço IPv4 de destino
- Se um pacote é destinado a um host local ou a um host remoto é determinado pelo dispositivo final de origem. O método de terminação varia com a versão IP.
- Host remoto - Os hosts de origem e destino não compartilham o mesmo endereço de rede.
- Host local - Host de destino que está na mesma rede local que o host de envio. Os hosts de origem e destino compartilham o mesmo endereço de rede.
- Próprio (Itself) - Um host pode fazer ping a si mesmo enviando um pacote para um endereço IPv4 especial de 127.0.0.1 ou um endereço IPv6: 1
Gateway Padrão
- O gateway padrão é o dispositivo de rede (roteador ou switch da Camada 3) que pode rotear o tráfego para outras redes.
- Ele possui um endereço IP local no mesmo intervalo de endereços que outros hosts na rede local.
- Ele pode aceitar dados na rede local e encaminhar dados para fora da rede local.
- Ele direciona o tráfego para outras redes. Não pode ser encaminhado para fora da rede local se não houver gateway padrão, seu endereço não estiver configurado ou estiver inativo.
- Um host direciona para o gateway padrão
- O host recebe o endereço IPv4 do gateway padrão dinamicamente do DHCP ou configurado manualmente;
- No IPv6, o roteador anuncia o endereço de gateway padrão ou o host pode ser configurado manualmente;
- A configuração do gateway cria uma rota padrão na tabela de roteamento do computador. Uma rota padrão é a rota ou o caminho que o computador usa quando tenta entrar em contato com uma rede remota.
- No IPv6, o roteador anuncia o endereço de gateway padrão ou o host pode ser configurado manualmente;
- Tabelas de Roteamento dos Hosts
- Em um host do Windows, o comando "route print" ou "netstat -r" pode ser usado para exibir a tabela de roteamento do host.
- Lista de interfaces - lista o endereço MAC e o número de interface atribuído de todas as interfaces com capacidade de rede no host, incluindo adaptadores Ethernet, Wi-Fi e Bluetooth.
- Tabela de rotas IPv4 e IPV6 - lista todas as rotas IPv4 conhecidas, incluindo conexões diretas, rede local e rotas padrão locais.
- O host recebe o endereço IPv4 do gateway padrão dinamicamente do DHCP ou configurado manualmente;
Tabela de Roteamento do Roteador IP
- A tabela de roteamento do roteador contém entradas de rota de rede listando todos os possíveis destinos de rede conhecidos.
- Redes conectadas diretamente - Essas rotas são adicionadas automaticamente pelo roteador, desde que a interface esteja ativa e tenha endereçamento IP.
- Redes remotas - Os roteadores aprendem sobre redes remotas sendo explicitamente configurados por um administrador ou trocando informações de rota usando um protocolo de roteamento dinâmico.
- Dinamicamente - As rotas remotas são aprendidas automaticamente usando um protocolo de roteamento dinâmico.
- Manualmente - As redes remotas são inseridas manualmente na tabela de rotas usando rotas estáticas
- Dinamicamente - As rotas remotas são aprendidas automaticamente usando um protocolo de roteamento dinâmico.
- Rota padrão - A rota padrão é usada quando não há correspondência na tabela de roteamento IP (gateway de último recurso).
- A tabela de roteamento do roteador contém entradas de rota de rede listando todos os possíveis destinos de rede conhecidos.
Roteamento estático
- Deve ser configurado manualmente
- Deve ser ajustado manualmente pelo administrador quando houver uma alteração na topologia
- Uma rota estática é apropriada para uma rede pequena e quando há poucos ou nenhum vínculo redundante.
- Uma rota estática é comumente usada com um protocolo de roteamento dinâmico para configurar uma rota padrão
- Roteamento dinâmico
- Permite que os roteadores aprendam automaticamente sobre redes remotas, incluindo uma rota padrão, de outros roteadores.
- Os roteadores compartilham automaticamente informações de roteamento com outros roteadores e compensam qualquer alteração de topologia sem envolver o administrador da rede.
- Os protocolos de roteamento dinâmico incluem OSPF e EIGRP.
- Descobre redes remotas;
- Mantém as informações de roteamento atualizadas;
- Escolhe o melhor caminho para as redes de destino;
- Tenta encontrar um novo melhor caminho se o caminho atual não estiver mais disponível.
- Introdução a uma tabela de roteamento IPv4
- O comando show ip route mostra as seguintes fontes de rota:
- • L - Endereço IP da interface local diretamente conectado
- • C - Rede diretamente conectada
- • S - A rota estática foi configurada manualmente por um administrador
- • O- OSPF // D- EIGRP
- • S - A rota estática foi configurada manualmente por um administrador
- • C - Rede diretamente conectada
- • L - Endereço IP da interface local diretamente conectado
- O comando show ip route mostra as seguintes fontes de rota:
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- 2º ano Informática Mind Map on REDES 8.0 Camada de Rede, created by Laisa França on 01/05/2021.
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