Aula 5 Protocolos de Internet - Fundamentos de Infraestrutura da Tecnologia da Informacao

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1
Prof. Amilton Carlos Rattmann
Fundamentos de Infraestrutura
da Tecnologia da Informação
Aula 5
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2
Conversa Inicial
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3
O protocolo da internet
Os protocolos IPv4 e IPv6
Os protocolos TCP e UDP 
Redes locais
Conexões físicas
Redes de computadores
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4
O protocolo da internet
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5
Guerra Fria
DARPA
Defense Advanced 
Research Projects Agency
Rede capaz de resistir a 
um ataque
Controle descentralizado
Iniciou o estudo (1966)
Scanrail/Shutterstock
Concept W/Adobe Stock
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6
ARPANET
Universidade, agências e centros de 
pesquisa (1969)
Adota o TCP/IP (1983)
Exploração comercial da internet (1993) 
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7
Opera em rede controle descentralizada
Com o objetivo de atingir o destino
O protocolo IP (Internet Protocol)
Transporte
Controle
Transporte
Controle
Transporte
Controle
Transporte
Controle
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8
Rede local típica
Aplicação
Apresentação
Sessão
Transporte
Rede
Enlace de dados
Física
Modelo OSIFonte: Rattmann, 2021
LAN
Switch Router
Switch
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9
Interconexão de redes locais
WAN/MAN
Fonte: Rattmann, 2021
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10
Interconexão de várias redes locais
WAN
Fonte: Rattmann, 2021
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Interconexão na internet
NicoELNino/Adobe Stock
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Protocolo IP
Versão IHL Tipo de Serviço Comprimento do Pacote
Identificação Flag Desl. do Fragmento
Tempo de Vida Protocolo Checksum de Cabeçalho
Endereço de Origem
Endereço de Destino
Fonte: Elaborado por Rattmann, 2021, com base em RFC 791 Dmitry/Adobe Stock
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Fragmentação
Tamanho máximo do pacote IPv4
64 kB (65535 Bytes)
MTU
Maximum Transmission Unit
Deslocamento 
do Fragmento
Quantidades 
de 8 bytes
Versão IHL Tipo de 
Serviço
Comprimento do Pacote
Identificação Flags Desl. do Fragmento
Tempo de Vida Protocolo Checksum de Cabeçalho
Endereço de Origem
Endereço de Destino
Fonte: Elaborado por Rattmann, 2021, com base em RFC 791
Flags
0 D
F
M
F
Bit 0: Reserved, must de zero
Bit 1: (DF) 0 = May Fragment 1 = Don’t fragment.
Bit 2: (MF) 0 = Last Fragment,1 = More fragments.
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Sequência Comprimento do Pacote Identificação DF MF Desl. do Fragmento
0 3456 7684 0 0 0
Sequência Comprimento do Pacote Identificação DF MF Desl. do Fragmento
0 1500 7684 0 1 0
1 1500 7684 0 1 185
2 516 7684 0 0 370
→(1500-20)/8
→185 + (1500-20)/8
Fonte: Rattmann
Fragmentação
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Endereços IPv4 e IPv6
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16
32 bits para endereçamento
4.294.967.296
Distribuição inicial inadequada
Notação decimal pontuada
206.23.34.21
Máscara de sub-rede
255.255.252.0
IPv4
Concept W/Adobe Stock
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Máscara: classes 
Classe Definição da classe
Faixa de 
Endereços 
Quantidade 
de 
dispositivos
A 0xxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx
0.0.0.1 -
126.255.255.255 
16.777.216 
B 10xxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx
128.0.0.0 -
191.255.255.255 
65 536 
C 110xxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx
192.0.0.0 -
223.255.255.255 
256 
D 1110xxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx
224.0.0.0 -
239.255.255.255 
Multicast
E 1111xxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx
240.0.0.0 -
255.255.255.254 
Experimental
Parte da Rede
Parte do Dispositivo
0.0.0.0 Roteamento rede default
127.x.x.x Local host
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18
Máscara e dimensão
11001110.00010111.00100010.00010101
Endereço IP
206.23.34.21
Parte da Rede
Parte do Dispositivo
CIDR: Classless Inter-Domain Routing
VLSM: Variable Lenght Subnet Mask 
11111111.11111111.11111100.00000000
Máscara
255.255.252.0
206.23.34.21/22
50
19
Parte da Rede
Parte do Dispositivo 11111111.11111111.11111100.00000000
R=222 H=210
H: Dispositivos
R: Quantidade de Redes
Fonte: Rattmann, 2021
Dispositivos com a 
parte da rede igual 
estão na mesma rede
Dispositivos com a 
parte de rede 
diferente estão em 
redes diferentes
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20
Loopback: 127.x.x.x
Rede local (privativos)
10.x.x.x (classe A)
172.32.x.x (classe B)
192.168.x.x (classe C)
Rota default: 0.0.0.0
Endereços IP para funções especiais
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Nova versão do protocolo IP
128 bits para endereçamento
3,4.1038 (7,9.1028 x IPv4)
Cabeçalho simplificado
Mecanismos de IPSec
Suporte à QoS
Ipv6
Torbz/Adobe Stock
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Dispensa NAT
Valores hexadecimais
2001:0DB8:0000:0000:130F:0000:0000:140B
2001:db8:0:0:130f::140b
Ipv6
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Cabeçalho IPv6
Versão IHL Tipo de Serviço Comprimento do Pacote
Identificação Flag Desl. do Fragmento
Tempo de Vida Protocolo Checksum de Cabeçalho
Endereço de Origem
Endereço de Destino
32 bits
Version Traffic class Flow label
Payload Length Next Header Hop Limit
Endereço de Origem (Source Address)
Endereço de Destino (Destination Address)
32 bits
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Simplificado
Campos do cabeçalho IPv6
Versão (6)
Classe de tráfego (QoS)
Rótulo de fluxo (conexão fim a fim)
Tamanho da carga (não conta o cabeçalho)
Próximo cabeçalho (TCP, UDP etc.)
Limite de salto (equivalente ao TTL)
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25
IPv6: endereço IPv6/tamanho do prefixo
[16]:[16]:[16]:[16]:[16]:[16]:[16]:[16]/64
[0010000000000000]:[0000000000000000]::
2000:0000:: ou 2000::
[0011111111111111]:[1111111111111111]: ...
3FFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF
Representação do endereço IPv6
Prefixo Identificadores de interface
Fonte: Rattmann, 2021
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UNICAST
Global Unicast: 2000:: a
3FFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF
Link Local: FE80::/64 (atribuição automática)
Unique Local Address: FC00::/7 a FD00::/7 (Interno)
Não especificado: 0:0:0:0:0:0:0:0 ou ::0 (inicialização)
Loopback: 0:0:0:0:0:0:0:1 ou ::1
IPv4-mapeado: 0:0:0:0:0:FFFF:wxyz
Endereços IPv6 para uso especial
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ANYCAST
Entrega a interface mais próxima 
pertencente a um grupo de interfaces
Balanceamentos de carga, redundância
IDD com zeros
Grupo de interfaces:
2001:DB8:CAFÉ:DAD0::/64
IPv6 móvel:
2001:DB8::DFFF:FFFF:FFFF:FFFE
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MULTICAST
Entrega a todas as interfaces pertencentes 
a um grupo de interfaces
Sempre utilizado em endereços de destino
Grupo de interfaces: FF00::/8
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29
Melhor solução para dispositivos clientes
Administração facilitada – via regras
Não indicada para outros dispositivos
Servidores, firewall, impressoras
DHCPv4: para IPv4
DHCPv6: para IPv6
Atribuição automática de endereços
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30
Os protocolos TCP e UDP
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31
Transporte confiável
Controle de estado
Controle de 
sequência de 
segmentos
Controle de 
congestionamento
Endereçado por 
porta
Protocolo de Transporte (TCP)
Z_amir/Adobe Stock
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Transporte não confiável
Sem controle de estado
Sem controle de 
sequência de 
segmentos
Sem controle de 
congestionamento
Endereçado por porta
Simples
Protocolo de Transporte (UDP)
Z_amir/Adobe Stock
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Protocolo orientado à conexão
TCP UDP
F
a
s
e
 d
e
C
o
n
e
x
ã
o
F
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F
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 d
e
 
D
e
s
c
o
n
e
x
ã
o
Fonte: Rattmann, 2021
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34
Cabeçalhos de transporte
1 2 3 4 5 6 7 8 9 1
0
1
1
1
2
1
3
1
4
1
5
1
6
1
7
1
8
1
9
2
0
2
1
2
2
2
3
2
4
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5
2
6
2
7
2
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2
9
3
0
3
1
3
2
Porta de Origem Porta de Destino
Número de Sequência
Número de Confirmação (ACK)
Offset
////////
/////// U
R
G
A
C
K
P
S
H
R
S
T
S
Y
N
F
I
M
Tamanho da Janela
Verificação (Checksum) Ponteiro de Urgência
Opções (tamanho variável)
Dados
32 bits
TCP
1 2 3 4 5 6 7 8 9 1
0
1
1
1
2
1
3
1
4
1
5
1
6
1
7
1
8
1
9
2
0
2
1
2
2
2
3
2
4
2
5
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6
2
7
2
8
2
9
3
0
3
1
3
2
Porta de Origem Porta de Destino
Tamanho Verificação (Checksum)
Dados
32 bits
UDP
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35
Aplicação
Apresentação
Sessão
Transporte
Rede
Enlace de Dados
Física
ModeloOSI
Protocolo de Rede Local
Protocolo da Internet
...
FTPTelnet TFTP ...
Fonte: Elaborado por Rattmann, 2021, com base em RFC 791
Fonte: Rattmann, 2021
Protocolo de transporte
TCP UDP
50
36
Redes locais
50
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Densa em acesso
Clientes (PCs, 
impressoras)
Redes hierárquicas
Acesso (Access)
Distribuição 
(Distribution)
Núcleo (Core)
LAN (Local Area Network)
Fonte: Rattmann, 2021
Core
Agregação
Usuários
Acesso
50
38
LAN – Rack de conexãoFonte: Rattmann, 2021
1U: 4,445 cm
19”: 48,26 cm
50
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Fonte: Rattmann, 2021
Densa em acesso e 
tráfego
Servidores
Redes hierárquicas
Núcleo (Core)
Distribuição 
(Distribution)
Acesso (Access)
Server farm
LAN Datacenter
Core do DC
Agregação DC
Acesso DC
Servidores
50
40
Fonte: Rattmann, 2021
Switch de 
Distribuição
Switch de 
Núcleo 
(Core)
EquipamentosSwitch de acesso 
(Topo de Rack)
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Infraestrutura
Phonlamaiphoto/Adobe Stock Xfilephotos/Shuttertock
50
42
CSMA-CD
Carrier Sense
Multiple Access –
Collision Detect
Tipo de Protocolo
Protocolo IEEE 802.3
MAC Address
(Media Access Control)
Origem e Destino
Controle de Erros
Fonte: Rattmann, 2021
50
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Conexões físicas
50
44
Implementação de todas as 
formas de adaptação física das 
informação lógicas produzidas 
nos sistemas
Sinais ópticos
Sinais elétricos
Sinais eletromagnéticos
Sinais mecânicos
Camada física
Aplicação
Apresentação
Sessão
Transporte
Rede
Enlace de Dados
Física
ModeloOSI
Fonte: Rattmann, 2021
50
45
Rede Ethernet
IEEE 802.2 LLC
IEEE 802.3 Ethernet II
IEEE 802.5 Token Ring
IEEE 802.11 Wi-Fi
IEEE 802.15 Bluetooth
IEEE 802.16 Wi-Max
Protocolo IEEE 802.3
I
E
E
E
8
0
2
ISM: (Industrial, 
Scientific & 
Medical) banda não 
licenciada 2.4 GHz
Aplicação
Apresentação
Sessão
Transporte
Rede
Enlace de Dados
Física
ModeloOSI
Fonte: Rattmann, 2021
802.2 LLC (Logical Link Control)
8
0
2
.3
8
0
2
.5
802.11
8
0
2
.
1
1
a
8
0
2
.
1
1
b
8
0
2
.
1
1
g
8
0
2
.
1
1
n
8
0
2
.1
5
8
0
2
.1
6
Camada 
Física
Camada 
de Enlace
50
46
Cabo Ethernet (UTP + 
RJ45)
SFP (Small Form-factor 
Pluggable)
Conexão modular para 
fibra óptica
Conexões físicas
Arunsri Futemwong/Shutterstock
Arunsri/Adobe Stock
Zergsv/Adobe Stock
Jefferson Schnaider
50
47
MPO (Push On multifibra)
Conector Multifibra (12 fibras)
40 Gbps
100 Gbps
TIA 604-5 e IEC 61754-7
JACOB/Adobe Stock
50
48
Wi-Fi
Limite de conexões
Mobilidade e Interferência
IEEE 802.11ac: 2,4 e/ou 5 GHz – 2,6 Gbps
(MIMO, várias: 256QAM)
Conexões físicas - WLAN (Wi-Fi)
50
49
IEEE 802.11n: 2,4 e/ou 5 GHz – 600 Mbps 
(MIMO, várias: 64QAM )
IEEE 802.11g: 2,4 GHz - 54 Mbps (OFDM)
IEEE 802.11b: 2,4 GHz - 11 Mbps (HR-
DSSS) 
IEEE 802.11a: 5 GHz - 54 Mbps (OFDM)
Conexões físicas - WLAN (Wi-Fi)
50
50
Bluetooth
Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS)
Curto alcance
WPAN (Wireless Personal Area Network)
2.0 + EDR - 3 Mbps (GFSK)
3.0 + HS - 24 Mbps (802.11)
4.0 BLE – Low Energy
4.2 IoT
5.0 IoT
Conexões físicas - WPAN (Bluetooth)
Classe Potência Alcance
1 100mW 100 m
2 10 mW 10 m
3 1 mW 1 m
50
51