Arquitetura e Protocolos de Rede TCP-IP

418 Pages·2013·13.65 MB·Portuguese

Arquitetura e
Protocolos de
Rede TCP-IP

Glêdson Elias
Luiz Carlos Lobato
A RNP – Rede Nacional de Ensino
e Pesquisa – é qualificada como
uma Organização Social (OS),
sendo ligada ao Ministério da
Ciência, Tecnologia e Inovação
(MCTI) e responsável pelo
Programa Interministerial RNP,
que conta com a participação dos
ministérios da Educação (MEC), da
Saúde (MS) e da Cultura (MinC).
Pioneira no acesso à Internet no
Brasil, a RNP planeja e mantém a
rede Ipê, a rede óptica nacional
acadêmica de alto desempenho.
Com Pontos de Presença nas
27 unidades da federação, a rede
tem mais de 800 instituições
conectadas. São aproximadamente
3,5 milhões de usuários usufruindo
de uma infraestrutura de redes
avançadas para comunicação,
computação e experimentação,
que contribui para a integração
entre o sistema de Ciência e
Tecnologia, Educação Superior,
Saúde e Cultura.
Ministério da
Cultura
Ministério da
Saúde
Ministério da
Educação
Ministério da
Ciência, Tecnologia
e Inovação
Arquitetura e
Protocolos de

Rede TCP-IP
Glêdson Elias
Luiz Carlos Lobato

Arquitetura e
Protocolos de

Rede TCP-IP
Glêdson Elias
Luiz Carlos Lobato
Rio de Janeiro
Escola Superior de Redes
2013
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Edição
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Coordenação Acadêmica de Administração e Projeto de Redes
Luiz Carlos Lobato
Equipe ESR (em ordem alfabética)
Celia Maciel, Cristiane Oliveira, Derlinéa Miranda, Edson Kowask, Elimária Barbosa,
Evellyn Feitosa, Felipe Nascimento, Lourdes Soncin, Luciana Batista, Renato Duarte,
Sérgio Souza e Yve Abel Marcial.
Capa, projeto visual e diagramação
Tecnodesign
Versão
2.2.1
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Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)
E42a Elias, Glêdson.
Arquitetura e protocolo de rede TCP-IP / Glêdson Elias, Luiz Carlos Lobato. – 2. ed. –
Rio de Janeiro: RNP/ESR, 2013.
414 p. : il. ; 28 cm.
Bibliografia: p. 393-395.
ISBN 978-85-63630-18-6
Arquitetura e protocolo de rede TCP-IP / Glêdson Elias, Luiz Carlos Lobato. – 2. ed. –
Rio de Janeiro: RNP/ESR, 2013.
CDD 004.6
Sumário
1. Conceitos básicos de redes
Redes de computadores 1
Tipos de redes 2
Redes par-a-par 3
Redes cliente-servidor 4
Vantagens da rede cliente-servidor 5
Tipos de conexões 6
Conexão ponto-a-ponto 6
Conexão multiponto 7
Topologias de redes 7
Topologia Barramento 8
Topologia Anel 9
Topologia Estrela 10
Redes LAN, MAN e WAN 11
LAN 11
MAN 12
WAN 13
Meios de comunicação 15
Cabo metálico 15
Cabo coaxial 15
Cabo par trançado 17
Cabo fibra óptica 19
Cabeamento estruturado 22
Redes sem fio 24
Componentes da WLAN 24
Padrões WLAN IEEE 802.11 26
iii
Equipamentos de rede 27
Placas de rede 27
Exercício de fixação 1 – Identificando as informações da interface de rede 29
Concentradores  29
Switches 30
Roteadores 32
Roteiro de Atividades 1 35
Atividade 1.1 – Montagem de uma rede par-a-par 35
Atividade 1.2 – Conectando a rede ao switch do laboratório 37
Atividade 1.3 – Teste de conectividade do grupo com a internet 37
Atividade 1.4 – Análise da troca de pacotes na rede 38
Atividade 1.5 – Montagem de uma rede sem fio ponto-a-ponto 40
2. Arquitetura de protocolos
Conceito de protocolo 45
Arquitetura em camadas 45
Conceito de camada 46
Conceito de interface 46
Modelo de Referência OSI  46
Histórico do modelo OSI 47
Objetivos de um sistema aberto 47
Estrutura em camadas  47
Camadas do modelo OSI 48
Camada física 49
Camada de enlace de dados 50
Camada de rede 51
Camada de transporte 52
Camada de sessão 53
Camada de apresentação 53
Camada de aplicação 54
Encapsulamento de dados 54
Comunicação par-a-par 55
Arquitetura TCP/IP 56
Histórico 56
Família de protocolos TCP/IP 59
Tecnologia de inter-redes 60
iv
Camadas da arquitetura TCP/IP 62
Camada de aplicação 63
Camada de transporte 63
Camada de rede 64
Camada de interface de rede  64
Encapsulamento 64
Exercício de fixação 1 – Demonstração do processo de encapsulamento 66
Desencapsulamento 68
Interação dos protocolos 69
Endereços físicos e lógicos 71
Comparação das arquiteturas TCP/IP e OSI 72
Roteiro de Atividades 2 73
Atividade 2.1 – Captura de pacotes 73
Atividade 2.2 – Caminhos de rede 74
Atividade 2.3 – Estações multihomed 75
Atividade 2.4 – Modelo OSI 75
3. Endereçamento IP (parte 1)
Endereço IPv4 77
Notação decimal 77
Atribuição de endereços 78
Hierarquia de endereçamento 78
Regras de atribuição de endereços 78
Classes de endereços 79
Endereços especiais 81
Exercício de fixação 1 – Classes de endereçamento 82
Espaço de endereçamento e endereços permitidos 83
Máscara de rede 83
Exercício de fixação 2 – Formatos de representação 84
Resolução de endereços 85
Técnicas de resolução de endereços 86
Protocolo ARP 86
Tabela ARP 87
Protocolos para configuração automática de endereços IP 88
Protocolo DHCP 89
v
Mecanismos de entrega 90
Entrega direta  90
Entrega indireta  90
Desperdício de endereços 92
Sub-redes 93
Arquiteturas de endereçamento 94
Diferenças entre arquiteturas  95
Endereçamento de sub-redes 95
Regras de atribuição de endereços 96
Endereços de sub-rede e broadcast direto 97
Máscara de sub-rede 98
Protocolo DHCP 99
Cálculo de máscara de sub-redes 101
Método BOX 102
Método binário 104
Método decimal 106
Exercício de fixação 3 – Verificando o endereço IP 107
Roteiro de Atividades 3 109
Atividade 3.1 – Validade de endereços 109
Atividade 3.2 – Atribuição de endereços 109
Atividade 3.3 – Expansão da rede 110
Atividade 3.4 – Configuração de endereços IPv4 111
Atividade 3.5 – Entrega direta e indireta 112
Atividade 3.6 – Protocolo ARP 113
Atividade 3.7 – Tabela ARP 114
Atividade 3.8 – Modificando a tabela ARP 115
Atividade 3.9 – Servidores DHCP 115
4. Endereçamento IP (parte 2)
Super-redes 117
CIDR 119
Blocos de endereços 119
Hierarquia de endereçamento  120
Máscara do bloco 120
Endereço de bloco e de broadcast 121
Espaço de endereçamento e endereços permitidos 122
vi