Internetworking. 2 Agenda 1. Revisão de TCP/IP Endereçamento IP Variable-lenght Subnet Masking (VLSM) Projeto de Endereçamento Classless Interdomain Routing.

Internetworking

2

Agenda

1. Revisão de TCP/IP

Endereçamento IP

Variable-lenght Subnet Masking (VLSM)

Projeto de Endereçamento

Classless Interdomain Routing (CIDR)

2. Redes Locais com Switches

Arquitetura Hierárquica

VLANs, estáticas e dinâmicas

Endereçamento de VLANs

3. NAT

NAT Estático, Dinâmico

NAT Port-based

4. Detalhamento de Comunicação fim a fim

3

Camadas do TCP/IP

Físico

Enlace

Rede Internet

Transporte

Sessão

Apresentação

Aplicação

Host-to-Host

Interface de Rede

Aplicação

IP

TCP ou UDP

AplicaçõesTCP/IP

ProtocolosdeLAN

OSI TCP/IPProtocolos do TCP/IP

4

Caminho lógico na camada de Rede

L2 L2

Endereço IP _1Endereço IP_ 2

Enlace

Rede

Físico Enlace

Físico

• Os endereços IPs são únicos em toda a rede.

• O IP estabelece uma conexão lógica entre 2 endereços IP

• Esta conexão passa por variados meios físicos

Nível de Rede: Protocolo IP

Enlace

Físico

Enlace

Rede

Físico

Enlace

Rede

Físico

Enlace

Rede

Físico

Enlace

Físico

Enlace

Rede

Físico

Enlace

Físico

5

ICMP (Ping): Troubleshooting na camada de Rede

L2 L2

Endereço IP _1

Endereço IP_ 2

Enlace

Rede

Físico Enlace

Físico

• Cada etapa da comutação IP responde ao pacote ICMP com TTL =0

Nível de Rede: Protocolo IP

Enlace

Físico

Enlace

Rede

Físico

Enlace

Rede

Físico

Enlace

Rede

Físico

Enlace

Físico

Enlace

Rede

Físico

Enlace

Físico

6

Representação do Endereço IP

Endereço IP

172.168.14.1

200.214.251.129

Endereço IP é formado de 04 bytes (32 bits) conforme exemplo

L2 L2

Endereço IP

10101100. 10101000. 00001110.00000001

11001000. 11010110. 11111011. 10000001

Representação Decimal Representação Binária

7

Endereçamento IP

L2 L210.0.0.2

10.0.0.1 200.0.10.2

200.0.10.1

• Cada estação (host) possui um endereço único na rede

• Cada rede local possui um único endereço de rede

Endereço de Rede10.0.0.0

Endereço de Rede200.0.10.0

8

Endereço IP de Rede e Host

Endereço IP

200.0.10.2

200.0.10.1

Rede

200.214.251.

Host

129200.0.10 1

200.0.10 2

Endereço IP = Endereço de Rede + Endereço de Host

L2 L2

10.0.0.2

10.0.0.1

200.0.10.2

200.0.10.1

Mesmo Endereço de Rede pois é a mesma Rede Token Ring

Máscara

129255.255.255.0

255.255.255.0

9

Endereços Classfull

Classe Endereço de Rede (primeiro byte)

Máscara

A 1 a 126 255.0.0.0

B 128 a 191 255.255.0.0

C 192 a 223 255.255.255.0

D 224 a 239 255.255.255.240

E 240 a 255 Reservado

Os endereços 127.x.x.x são reservados para loopbacks de

hosts, isto é endereços utilizados internamente à propria estação

Os endereços classe D são utilizados para grupos multicast.

10

VLSM – Variable-length Subnet Masking ou Classless

Prefixo Tamanho Máscara # hosts

10.0.0.0/30 30 bits 255.255.255.252 4 – 2 = 2

192.168.10.0/24 24 bits 255.255.255.0 256 -2 = 254

141.251.128.0/17 17 bits 255.255.128.0 32.768 -2 = 32.766

Economia de endereços IP

Redução da tabela de rotas

Melhoria da performance de CPU e Memória dos roteadores

Redução do tráfego de roteamento

Sumarização mais precisa e adequada

Vantagens

11

Sub-redes (VLSM): Exemplo/26 /27 /28 /29 /30

200.251.3.192/26 200.251.3.192/27 200.251.3.192/28

200.251.3.200/29

200.251.3.192/29

200.251.3.200/30

200.251.3.196/30

200.251.3.192/30

200.251.3.204/30

200.251.3.216/30

200.251.3.212/30

200.251.3.208/30

200.251.3.220/30

64 endereços 32 endereços 16 endereços 8 endereços 4 endereços

200.251.3.216/29

200.251.3.208/29200.251.3.208/28

200.251.3.224/27 200.251.3.224/28

200.251.3.232/29

200.251.3.224/29

200.251.3.232/30

200.251.3.228/30

200.251.3.224/30

200.251.3.236/30

200.251.3.248/30

200.251.3.244/30

200.251.3.240/30

200.251.3.252/30

200.251.3.248/29

200.251.3.240/29200.251.3.240/28

12

Economia de Endereços com VLSM

VLSM pode ser utilizado para redes ponto-a-ponto (links) que só possuem 2 hosts.

O prefixo /30 é o mais indicado, pois possui 2 hosts + 1 endereço de rede + 1

endereço de broadcast.

Com classfull seriam utilizados 256 endereços, quando somente 4 são necessários.

192.251.3.128/30

Cada interface do roteador ocupa um endereço da subrede /30

R1

192.251.3.129

192.251.3.130

R2

13

Protocolos de Roteamento Classless e Sumarização

200.251.3.128/25 200.251.3.192/26

200.251.3.128/26

200.251.3.192/27

200.251.3.224/27

200.251.3.128/25

Anúncio de R1 com protocolo classless

Este roteador só precisa anunciar o sumário dos prefixos.

R1

14

Plano de Endereçamento Hierárquico

Endereços para redes externas 200.251.3.0/24

200.251.3.128/25200.251.3.0/25

200.251.3.0/26

200.251.3.192/26

200.251.3.128/26

200.251.3.64/26

200.251.3.192/27

200.251.3.224/27

Redes Locais com Switches

16

Redes Corporativas - SwitchesInternet

Núcleo da rede

• Switches L3 concentram tráfego entre

switches de distribuição.

• Comutam tráfego entre VLANsServidores

Camada de Distribuição

• Comutam tráfego entre switchesde

acesso ligados a ele.

• Trafego das estações de uma mesma

VLAN

Camada de Acesso

• Concentra o tráfego de estações.

Uplinks duplicados para maior disponibilidade. Agregam o tráfego de estações inferiores.

17

Funcionamento dos Switches

• Desempenho do Switch = Capacidade de Processamento

• SWITCH L2 Comuta endereços MAC (Enlace)

Switch

Tráfego

simultâneo

entre estações

18

Tráfego de Broadcast (pacotes ARP)

• LAN = Domínio de Broadcast

• O número de estações em um domínio de Broadcast limita o desempenho da

rede.

19

Tráfego de Broadcast (pacotes ARP)

• LAN = Domínio de Broadcast

• O número de estações em um domínio de Broadcast limita o desempenho da

rede.

20

Endereçamento de Redes com VLAN

Marketing OperaçõesFinanças

L3 para

comunicação

entre VLANs

E com outras

redes

25.0.0.0/24

Internet

25.0.0.64/26 25.0.0.192/2625.0.0.0/26

VLANs Estáticas e Dinâmicas

• Estáticas: Manualmente configuradas (CLI)

• Dinâmicas:

– Baseadas em endereços MAC registrados em um VLAN Management Policy Server

(VMPS).

– O Switch faz um download via TFTP de uma tabela MAC x VLAN do VMPS.

– O VMPS é muito pouco usado.

– Para alocação dinâmica se utiliza o 802.1x. 802.1x

VLAN Trunking

• Trunking carregam o tráfego de várias VLANs em uma mesma

interface física.

• Expandem a operação de VLANs para todo o domínio L2.

Trunk 802.1QouISL (não se usa mais)

VLAN 10 VLAN 10

VLAN 20VLAN 20

802.1Q Tagging

• Os switches de VLANs diferentes pelo Tag Q inserido no cabeçalho L2.

• O Tag é removido no destino. Hosts não identificam Tags.

DADOS L2DADOS L2

DADOS L2Q

Trunk 802.1Q

VLAN 10 VLAN 10

VLAN 20VLAN 20

DADOS L2 DADOS L2DADOS L2Q

Portas de Acesso e Portas Tronco

• Access Ports: dispositivos finais que participam de uma única VLAN. Hosts e

servidores.

• Trunks. links ponto-a-ponto entre switches/routers que suportam múltiplas VLANs.

– Ao configurar uma interface deve-se definir se é Access ou trunk.

Trunk 802.1Q

VLAN 10 VLAN 10

VLAN 20 VLAN 20Portas de Acesso

PortasTronco

Portas de Acesso

VLAN Default

• Todas as portas do switch encontram-se por default na VLAN 1.

• A VLAN default permite que todas as máquinas ligadas a portas

não configuradas ou não designadas a nenhuma VLAN se

comuniquem.

• A VLAN 1 é pré configurada e não pode ser deletada.

• Frames untagged recebem o tag da VLAN Dafault

Default Gateway

e

Protocolo ARP

MAC 7

MAC 1 MAC 2 MAC 3 MAC 4 MAC 5 MAC 6

10.0.0.254

10.0.0.1 10.0.0.2 10.0.0.3 10.0.0.4 10.0.0.5 10.0.0.6

ARP – Address Resolution Protocol

10.0.0.1 deseja enviar pacotes para 10.0.0.5, porém o endereço MAC de 5 não é conhecido.

O switch só entende

endereços MAC

10.0.0.254

10.0.0.1 10.0.0.2 10.0.0.3 10.0.0.4 10.0.0.5 10.0.0.6

Broadcast.Quem possui o IP 10.0.0.5?

Qual o endereço MAC?

ARP – Address Resolution Protocol

10.0.0.254

10.0.0.1 10.0.0.2 10.0.0.3 10.0.0.4 10.0.0.5 10.0.0.6

Somente o 10.0.0.5 responde com o endereço de origem

MAC 5.MAC 7

MAC 1 MAC 2 MAC 3 MAC 4 MAC 5 MAC 6

ARP – Address Resolution Protocol

10.0.0.254

10.0.0.1 10.0.0.2 10.0.0.3 10.0.0.4 10.0.0.5 10.0.0.6

Envia o pacote com endereço MAC de destino = MAC 5.

MAC 7

MAC 1 MAC 2 MAC 3 MAC 4 MAC 5 MAC 6

ARP – Address Resolution Protocol

MAC 7

MAC 1 MAC 2 MAC 3 MAC 4 MAC 5 MAC 6

10.0.0.254

10.0.0.1 10.0.0.2 10.0.0.3 10.0.0.4 10.0.0.5 10.0.0.6

Default Gateway

10.0.0.1 deseja enviar pacotes para 200.0.0.1, porém a rede local só envia pacotes para 10. Estação 1 envia os pacotes para o DG após descobrir

MAC7 com ARP

Para falar com endereços

diferentes de 10 a estação envia

pacotes para 10.0.0.254

Internet

10.0.0.254

10.0.0.1 10.0.0.2

MAC 7

MAC 1www.empresa.com.br

Internet

200.255.0.1

DNSInternet

190.10.0.1

DNSIntranet

10.0.0.4

Comunicação entre 10.0.0.1 e www.empresa.com.br

NAT

NAT – Network Address Translation

Internet

Rede Interna Rede Externa

10.0.0.2

10.0.0.1

10.0.0.3

200.255.0.1

IP Origem IP Destino

10.0.0.1 200.255.0.1

IP Origem IP Destino

188.10.0.1 200.255.0.1

Endereços Locais Endereços Globais

Endereços InternosEndereços Externo

Terminologia NAT

NAT Estático

Internet

Rede Interna Rede Externa

10.0.0.2

10.0.0.1

10.0.0.3

200.255.0.1

IP Origem IP Destino

10.0.0.1 200.255.0.1

IP Origem IP Destino

188.10.0.1 200.255.0.1

Endereços Locais Endereços Globais

Endereços InternosEndereços Externo

Terminologia NAT

NAT Dinâmico

Interno Local Externo Local Interno Global Externo Global

10.0.0.2 200.255.0.1 190.10.0.1 200.255.0.1

10.0.0.3 200.255.0.1 190.10.0.2 200.255.0.1

10.0.0.1 200.255.0.1 190.10.0.3 200.255.0.1

Terminologia NAT

NAT Port-based

Internet

Rede Interna Rede Externa

10.0.0.220.255.0.1

IP Orig IP Dest

10.0.0.2 20.255.0.1

Pacote Sainte

Port Orig Port Dest

7010 80

IP Orig IP Dest

190.0.0.1 20.255.0.1

Port Orig Port Dest

7010 80

IP Orig IP Dest

20.255.0.1 10.0.0.2

Port Orig Port Dest

7010 80

IP Orig IP Dest

20.255.0.1 190.0.0.1

Port Orig Port Dest

80 7010

Pacote entrante

Detalhamento

de

Comunicação TCP fim a fim

10.0.0.254

10.0.0.1 10.0.0.2

MAC 7

MAC 1www.empresa.com.br

Internet

200.255.0.1

DNSInternet

190.10.0.1

DNSIntranet

10.0.0.4

Comunicação entre 10.0.0.1 e www.empresa.com.br

NAT

• Aplicativo em 10.0.0.1 deseja acessar servidor HTTP porta 80 em www.empresa.com.br.

• Na estação está configurado o endereço do DNS Interno 10.0.0.4.

10.0.0.254

10.0.0.1 10.0.0.2

MAC 7

MAC 1www.empresa.com.br

Internet

200.255.0.1

DNSInternet

190.10.0.1

DNSIntranet

10.0.0.4

Consulta ao DNS Interno

NAT

• 10.0.0.1 inicia consulta ao DNS 10.0.0.4. Para isso roda o protocolo ARP e descobre o MAC de 4.

• Usando o MAC 4 e IP4 solicita comunicação UDP com o DNS 10.0.0.4.

Conexão UDPCONSULTA DNS

www.empresa.com.br

10.0.0.254

10.0.0.1 10.0.0.2

MAC 7

MAC 1www.empresa.com.br

Internet

200.255.0.1

DNSInternet

190.10.0.1

DNSIntranet

10.0.0.4

Resposta do DNS Interno

NAT

• DNS interno verifica no cache se possui o endereço www.empresa.com.br.

• Caso não possua o DNS interno busca o nome no DNS externo.

• Finalmente o DNS interno retorna o endereço IP 190.10.0.1 para a máquina 10.0.0.1

Conexão UDPDNS retorna endereço

190.10.0.1

Conexão UDPCONSULTA DNS

www.empresa.com.br

10.0.0.254

10.0.0.1 10.0.0.2

MAC 7

MAC 1www.empresa.com.br

Internet

200.255.0.1

DNSInternet

190.10.0.1

DNSIntranet

10.0.0.4

Envio de Pacotes TCP para Default Gateway

• 10.0.0.1 precisa enviar pacotes TCP SYN com ACK desativado, porta de destino 80 e porta de origem 1710 para 200.255.0.1.

• 200.255.0.1 não pertence a rede local, portanto, pacote será enviado ao default gateway.

• Antes de enviar 10.0.0.1 envia pacote ARP broadcast.

ARPApós descobrir MACEnvia pacotes para

Default Gateway

NAT

DefaultGateway

10.0.0.254

10.0.0.1 10.0.0.2

MAC 7

MAC 1www.empresa.com.br

Internet

200.255.0.1

DNSInternet

190.10.0.1

DNSIntranet

10.0.0.4

Tradução de Endereços pelo NAT

NAT

• O NAT traduz o endereço de origem 10.0.0.1 em 187.52.20.1.

• Pacote TCP SYN chega ao servidor www.empresa.com.br

IP de origem é traduzido para 187.52.20.1

10.0.0.254

10.0.0.1 10.0.0.2

MAC 7

MAC 1www.empresa.com.br

Internet

200.255.0.1

DNSInternet

190.10.0.1

DNSIntranet

10.0.0.4

Resposta do Servidor HTTP

NAT

• Servidor verifica se há processo LISTEN na porta 80.

• Caso afirmativo, responde com TCP SYN ACK ativado e estabelece a conexão.

• Pacotes são enviados com IP de destino 187.52.20.1 e porta de destino 1710. O NAT traduz 187.52.20.1 para 10.0.0.1

TCP port 80 port 1710

Obrigado !