PROTOCOLO IP Protocolo Internet (Internet Protocol - IP) - UnC

Aula 13 – Redes de Computadores – 17/10/2007Universidade do Contestado – UnC/MafraCurso Sistemas de InformaçãoProf. Carlos GuerberPROTOCOLO IPatravés da Internet. Os pacotes podem chegar numa ordem diferente da ordemem que foram enviados - o IP apenas os entrega. Colocá-los novamente naordem certa depende de um outro protocolo, o TCP.Todos os outros protocolos da suite TCP/IP, com exceção do ARP e doRARP, usam o IP para rotear frames de host para host.Protocolo Internet (Internet Protocol - IP) permite o roteamento depacotes numa rede de computadores.O IP é um protocolo da camada de rede (camada 3 no modelo OSI) quecontém informações de endereços e algumas informações de controle usadaspara rotear pacotes. O IP é o protocolo da camada de rede primário na suite deprotocolos TCP/IP. Os protocolos IP e TCP (Transmission Control Protocol -Protocolo de Controle de Transmissão) formam o coração dos protocolos darede mundial de computadores que chamamos de Internet. O IP atendeperfeitamente comunicações WAN e LAN.O IP tem duas finalidades principais:• Possibilitar entregas sem conexão (connectionless) e de melhor esforço(best-effort) de datagramas (ou pacotes) através de uma rede e• Possibilitar a fragmentação e recomposição de pacotes para apoiarenlaces (links) com tamanhos diferentes de unidade de transmissãomáxima (maximum-transmission unit - MTU).O esquema de endereçamento IP integra o processo de roteamento depacotes IP através de redes interligadas. Cada endereço IP possuicomponentes específicos e segue um formato básico. Estes endereços podemser subdivididos e usados para criar endereços de sub-redes. Cadacomputador (conhecido como host) de uma rede TCP/IP recebe um endereçológico único que é dividido em duas partes principais: o número da rede e onúmero do host.O número da rede identifica uma rede e só pode ser dado pelo Centrode Informação da Rede Internet (Internet Network Information Center -InterNIC) se a rede fizer parte da Internet. Um provedor (Internet ServiceProvider - ISP) pode obter blocos de endereços no InterNIC e depois, senecessário, determinar um espaço de endereços. O número do host identificainequivocamente um host numa rede e é atribuído pelo administrador da redelocal.Quando enviamos ou recebemos dados, por exemplo um email ou umapágina web, a mensagem é dividida em pequenas porções chamadas pacotes.Cada um destes pacotes contém o endereço Internet do remetente e oendereço do destinatário. Como uma mensagem é dividida em vários pacotes,se for necessário cada um deles pode ser enviado por uma rota diferenteESTRUTURA DO PROTOCOLO IPV4 (IP VERSÃO 4)Os endereços IPv4 são de 32 bits e o cabeçalho dos seus pacotes tem aseguinte estrutura:Versão4 8 16 32 bitsIdentificaçãoIHL Tipo de serviço (TOS) Comprimento totalTempo de vida ProtocoloEndereço de origemEndereço do destinoOpção + PaddingDadosFlags Offset do fragmentoChecksum do cabeçalho• Versão - a versão do IP usado (4).• Comprimento do Cabeçalho IP (IP Header Length - IHL) - tamanho docabeçalho do datagrama. Aponta para o início dos dados. O valormínimo para um cabeçalho correto é 5.• Tipo de Serviço (Type-of-Service - TOS) - indica a qualidade doserviço desejado especificando como um protocolo de uma camadasuperior gostaria que o pacote fosse tratado e atribui vários níveis deimportância ao pacote. Este campo é usado para indicar Precedência,Retardo (Delay), Passagem direta (Throughput) e Confiabilidade(Reliability).• Comprimento total - especifica o tamanho, em bytes, do pacote inteiro,incluindo o cabeçalho e os dados. O valor máximo que este campopermite é 65.635. Tipicamente, os hosts estão preparados para aceitardatagramas de até 576 bytes.• Identificação - contém um inteiro que identifica o pacote. O valor destecampo é estabelecido pelo remetente para ajudar o destinatário narecomposição dos fragmentos do datagrama.• Flags - é um campo de 3 bits, dos quais os dois menos significantes (osdois da direita) controlam a fragmentação. O bit menos significanteespecifica se o pacote pode ser fragmentado. O bit do meio especificase o pacote é o último fragmento de uma série de pacotesfragmentados. O terceiro, ou mais significante, não é usado.• Offset de fragmento - Este campo de 13 bits indica a posição dosdados do fragmento em relação ao início dos dados no datagrama

original, o que permite que o processo IP do destino reconstruaapropriadamente o datagrama original.• Tempo de vida (Time-to-Live - TTL) - é um contador que caigradualmente para zero. Quando está zerado, o datagrama édescartado. Isto previne que pacotes fiquem rodando infinitamente narede.• Protocolo - indica qual protocolo da camada superior recebe os pacotesque chegam depois que o processamento IP estiver completo.• Checksum do cabeçalho - ajuda garantir a integridade do cabeçalhoIP. Como alguns campos do cabeçalho mudam, por exemplo, Tempo devida, o checksum é refeito e verificado em cada ponto em que ocabeçalho Internet é processado.• Endereço de origem - especifica o nó remetente.• Endereço do destino - especifica o nó destinatário.• Opções - permite ao IP apoiar várias opções, por exemplo, segurança.• Dados - contém informações para camadas superiores.O PROTOCOLO IP VERSÃO 6 (IPV6 OU IPNG)O IPv6 é uma nova versão do IP baseada no IPv4. O IPv6 também éconhecido como 'next generation IP' ou IPng. O IPv4 e o IPv6 são demultiplexadosna camada de meios. Por exemplo, pacotes IPv6 são passampelas Ethernet com o tipo de conteúdo 86DD (hexadecimal) ao invés de 0800dos IPv4.O IPv6 aumenta o tamanho do endereço IP de 32 para 128 bits parapermitir mais níveis na hierarquia de endereçamento, um número muito maiorde nós endereçáveis e auto-configuração de endereços mais simples. Aescalabilidade de endereços multicast é introduzida. Um novo tipo deendereço, chamado de endereço anycast, também é definido para enviar umpacote para qualquer um de um grupo de nós. Duas grandes melhorias no IPv6são:• Melhor suporte para extensões e opções - as opções do IPv6 sãocolocadas em cabeçalhos separados localizados entre o cabeçalho IPv6e o cabeçalho da camada de transporte. Mudanças no modo como asopções do cabeçalho IP são codificadas permitem redespachos maiseficientes, são menos restritivas em relação ao tamanho das opções edão mais flexibilidade para introduzir novas opções no futuro.• Capacidade de marcação de fluxo - uma nova capacidade foiadicionada para permitir a marcação de pacotes pertencentes adeterminados fluxos de tráfego para os quais o remetente solicitatratamento especial como, por exemplo, non-default Quality of Service(Qualidade de Serviço não default) ou real-time service (serviço emtempo real).ESTRUTURA DO PROTOCOLO IPV6 (IP VERSÃO 6)4 12 16 24 32 bitsVersão PrioridadeTamanho da cargaMarcação de fluxoEndereço de origem (128 Bytes)PróximocabeçalhoEndereço do destino (128 bytes)Limitesaltos• Versão - Versão do IP (IPv6 é 6).• Prioridade - campo da classe do tráfego que permite uma origemidentificar a prioridade de entrega dos pacotes desejada. Valores deprioridade são divididos em duas faixas: tráfego onde a origem fornece ocontrole de congestionamento e tráfego sem controle decongestionamento.• Marcação de fluxo (Flow label) - a marcação de fluxo é usada por umaorigem para marcar os produtos para os quais solicita tratamentoespecial pelo roteador IPv6. O fluxo recebe uma identificação únicaatravés da combinação de um endereço de origem e uma marcação defluxo diferente de zero.• Tamanho da carga (Payload length) - o tamanho da porção de dadosdo pacote.• Próximo cabeçalho - identifica o tipo de cabeçalho logo após ocabeçalho IPv6.• Limite de saltos (Hop limit) - é decrementado em um por cada um dosnós que redespacha o pacote. O pacote é descartado se o Hop Limitchegar a zero.• Endereço de origem - um endereço de 128 bits do remetente dopacote.• Endereço do destino - um endereço de 128 bits do destinatário dopacote (possivelmente não o destinatário final se existir um cabeçalhode roteamento).de