Camada de rede Flashcards
1
Q
Descreva as funções da camada de rede.
A
A camada de rede (camada 3 do modelo OSI) é responsável por várias funções essenciais no processo de comunicação de dados em uma rede de computadores. As principais funções incluem:
1. Endereçamento Lógico: * Função: A camada de rede atribui endereços lógicos, como os endereços IP, a dispositivos na rede. Esses endereços são utilizados para identificar e localizar dispositivos em uma rede. 2. Roteamento: * Função: A camada de rede determina o melhor caminho para enviar pacotes de dados de uma origem a um destino através de uma rede. Isso envolve a seleção de rotas com base em tabelas de roteamento e algoritmos específicos. 3. Encapsulamento e Desencapsulamento: * Função: A camada de rede encapsula os pacotes de dados recebidos da camada de transporte em datagramas, adicionando cabeçalhos que contêm informações de roteamento. Ao receber pacotes, ela remove esses cabeçalhos para entregar os dados à camada de transporte. 4. Fragmentação e Reassemblagem: * Função: Quando um pacote de dados é maior do que o tamanho máximo de transmissão (MTU) permitido por uma rede, a camada de rede fragmenta o pacote em partes menores. No destino, esses fragmentos são reagrupados para reconstruir o pacote original. 5. Controle de Congestionamento: * Função: Embora geralmente associado à camada de transporte, alguns protocolos de rede, como o IP, podem incluir mecanismos básicos para gerenciar e mitigar a congestão da rede. 6. Qualidade de Serviço (QoS): * Função: A camada de rede pode fornecer diferentes níveis de prioridade para diferentes tipos de tráfego, garantindo que serviços críticos (como voz ou vídeo) tenham a largura de banda e a latência necessárias.
2
Q
Defina o processo de roteamento. Quais as categorias e métodos de roteamento e como funciona cada um.
A
Roteamento é o processo pelo qual os pacotes de dados são encaminhados de sua origem ao seu destino através de uma rede. Este processo envolve a escolha do melhor caminho através de uma série de redes interconectadas.
Categorias de Roteamento
1. Roteamento Estático: * Descrição: As rotas são configuradas manualmente por um administrador de rede. Essas rotas não mudam a menos que sejam manualmente atualizadas. * Vantagens: Simplicidade, menor overhead de processamento. * Desvantagens: Falta de adaptabilidade a mudanças na topologia da rede, maior esforço de manutenção. 2. Roteamento Dinâmico: * Descrição: As rotas são ajustadas automaticamente por protocolos de roteamento dinâmico com base nas condições atuais da rede. * Vantagens: Adaptabilidade a mudanças na rede, automação do processo de roteamento. * Desvantagens: Maior overhead de processamento, complexidade na configuração inicial.
Métodos de Roteamento
1. Roteamento por Vetor de Distância: * Descrição: Cada roteador mantém uma tabela (vetor) com a melhor rota conhecida para cada destino e a distância (custo) até esse destino. Os roteadores periodicamente trocam essas tabelas com seus vizinhos. * Protocolos Comuns: RIP (Routing Information Protocol). * Funcionamento: Utiliza o algoritmo de Bellman-Ford. Cada roteador atualiza suas tabelas com base nas informações recebidas dos vizinhos, escolhendo rotas com menor custo. * Vantagens: Simplicidade de implementação. * Desvantagens: Convergência lenta, suscetível a loops de roteamento. 2. Roteamento por Estado de Enlace: * Descrição: Cada roteador conhece a topologia completa da rede e calcula o melhor caminho para cada destino usando essas informações. * Protocolos Comuns: OSPF (Open Shortest Path First), IS-IS (Intermediate System to Intermediate System). * Funcionamento: Utiliza o algoritmo de Dijkstra. Cada roteador coleta informações sobre o estado dos enlaces (custos) de toda a rede e usa essas informações para construir um mapa da rede e calcular os melhores caminhos. * Vantagens: Convergência rápida, escalabilidade. * Desvantagens: Maior complexidade de implementação, maior necessidade de recursos (memória e processamento). 3. Roteamento Híbrido: * Descrição: Combina características de roteamento por vetor de distância e estado de enlace. * Protocolos Comuns: EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol). * Funcionamento: Utiliza métricas de vetor de distância para determinar rotas e informações de estado de enlace para garantir atualizações rápidas e evitar loops. * Vantagens: Balanceamento entre simplicidade e eficiência, boa escalabilidade e convergência. * Desvantagens: Pode ser mais complexo que os métodos puramente estáticos ou dinâmicos.
3
Q
O que é uma sub-rede?
A
Uma sub-rede (subnetwork ou subnet) é uma divisão lógica de uma rede IP maior em segmentos menores. Sub-redes são usadas para organizar e melhorar a eficiência do gerenciamento de redes e para garantir que os endereços IP sejam utilizados de forma eficaz. A segmentação em sub-redes permite melhor controle do tráfego de rede e pode melhorar o desempenho e a segurança.
Conceitos Fundamentais de Sub-rede
1. Endereço IP: * Um endereço IP (Internet Protocol) é um identificador único para cada dispositivo em uma rede. Ele é composto por uma série de números separados por pontos (IPv4) ou por dois-pontos (IPv6). 2. Máscara de Sub-rede: * A máscara de sub-rede determina a porção do endereço IP que corresponde à rede e a porção que corresponde aos hosts (dispositivos individuais) na rede. A máscara de sub-rede é essencial para identificar a rede específica à qual um endereço IP pertence. * Exemplo de Máscara de Sub-rede IPv4: 255.255.255.0
4
Q
Fale sobre protocolo de transporte IP versão 4 ou IPv4 (características, versões, formato de datagrama, etc).
A
Características do IPv4
* Endereçamento: Utiliza endereços de 32 bits, permitindo um total de aproximadamente 4,3 bilhões de endereços únicos. * Notação: Os endereços IPv4 são representados em notação decimal pontuada, como 192.168.0.1. * Protocolo de Transporte: IPv4 é um protocolo da camada de rede, responsável por endereçamento e roteamento de pacotes entre hosts em redes IP. * Fragmentação: Suporta a fragmentação de pacotes, permitindo que grandes pacotes sejam divididos e reagrupados. * Cabeçalho: O cabeçalho IPv4 é variável, com um tamanho mínimo de 20 bytes e campos opcionais.
Formato do Datagrama IPv4
O datagrama IPv4 consiste em um cabeçalho e uma área de dados (payload). O cabeçalho IPv4 inclui os seguintes campos:
1. Versão: 4 bits (valor 4 para IPv4). 2. IHL (Internet Header Length): 4 bits, comprimento do cabeçalho em palavras de 32 bits. 3. Tipo de Serviço (ToS): 8 bits, indica a prioridade do pacote. 4. Comprimento Total: 16 bits, tamanho total do datagrama em bytes. 5. Identificação: 16 bits, identifica fragmentos de um datagrama original. 6. Flags: 3 bits, controlam a fragmentação. 7. Deslocamento do Fragmento: 13 bits, posiciona o fragmento no datagrama original. 8. TTL (Time to Live): 8 bits, determina o tempo de vida do pacote. 9. Protocolo: 8 bits, especifica o protocolo da camada superior (TCP, UDP, etc.). 10. Checksum do Cabeçalho: 16 bits, verificação de erros no cabeçalho. 11. Endereço IP de Origem: 32 bits. 12. Endereço IP de Destino: 32 bits. 13. Opções e Preenchimento: Variável, informações opcionais para controle.
5
Q
Fale sobre protocolo de transporte IP versão 6 ou IPv6 (características, versões, formato de datagrama, etc).
A
Características do IPv6
* Endereçamento: Utiliza endereços de 128 bits, permitindo um número extremamente grande de endereços únicos. * Notação: Os endereços IPv6 são representados em notação hexadecimal, separados por dois-pontos, como 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334. * Protocolo de Transporte: IPv6 é a versão mais recente do protocolo IP, desenvolvida para substituir o IPv4. * Fragmentação: A fragmentação é tratada pelos dispositivos finais, não pelos roteadores, melhorando a eficiência. * Cabeçalho: O cabeçalho IPv6 tem um tamanho fixo de 40 bytes e foi simplificado em comparação ao IPv4 para melhorar a eficiência.
Formato do Datagrama IPv6
O datagrama IPv6 consiste em um cabeçalho e uma área de dados (payload). O cabeçalho IPv6 inclui os seguintes campos:
1. Versão: 4 bits (valor 6 para IPv6). 2. Classe de Tráfego: 8 bits, substitui o campo ToS do IPv4. 3. Rótulo de Fluxo: 20 bits, identifica fluxos de pacotes. 4. Comprimento do Payload: 16 bits, tamanho dos dados após o cabeçalho. 5. Próximo Cabeçalho: 8 bits, identifica o protocolo da camada superior. 6. Limite de Saltos (Hop Limit): 8 bits, equivalente ao campo TTL do IPv4. 7. Endereço de Origem: 128 bits. 8. Endereço de Destino: 128 bits.
6
Q
Quais as melhorias incluidas no IPv6 em relação IPv4.
A
Melhorias Incluídas no IPv6 em Relação ao IPv4
1. Espaço de Endereçamento Maior: * IPv6 utiliza endereços de 128 bits, comparado aos 32 bits do IPv4, suportando uma quantidade extremamente maior de endereços únicos. 2. Simplificação do Cabeçalho: * O cabeçalho IPv6 é mais simples e tem um tamanho fixo de 40 bytes, melhorando a eficiência do roteamento e processamento. 3. Autoconfiguração: * IPv6 suporta autoconfiguração de endereços, permitindo que dispositivos configurem seus próprios endereços IP sem a necessidade de um servidor DHCP. 4. Suporte Melhorado para Extensões e Opções: * IPv6 usa cabeçalhos de extensão para suportar opções adicionais, mantendo o cabeçalho principal simples e eficiente. 5. Rótulos de Fluxo: * Introduz o conceito de rótulos de fluxo para identificar pacotes que pertencem ao mesmo fluxo de dados, facilitando o tratamento de tráfego em tempo real. 6. Eliminação da Fragmentação pelos Roteadores: * A fragmentação é gerenciada pelos dispositivos finais, não pelos roteadores, reduzindo a sobrecarga de processamento nos roteadores. 7. Segurança Integrada (IPsec): * IPv6 foi projetado com suporte nativo para IPsec, proporcionando melhores mecanismos de segurança para a autenticação e criptografia de pacotes. 8. Qualidade de Serviço (QoS): * A classe de tráfego e os rótulos de fluxo em IPv6 oferecem melhores mecanismos para a gestão da Qualidade de Serviço (QoS).
7
Q
Qual é o objetivo do endereçamento IP
A
O objetivo do endereçamento IP é identificar de forma única cada dispositivo em uma rede para permitir a comunicação entre eles. Os endereços IP (Internet Protocol) funcionam como identificadores que permitem que pacotes de dados sejam enviados e recebidos corretamente entre dispositivos na rede. Esses endereços facilitam:
1. Identificação de Dispositivos: Cada dispositivo (computador, smartphone, servidor, etc.) em uma rede recebe um endereço IP único que o identifica. 2. Roteamento de Dados: Os endereços IP permitem que os roteadores encaminhem pacotes de dados para o destino correto através da rede, utilizando tabelas de roteamento. 3. Gestão de Rede: Endereços IP ajudam os administradores de rede a gerenciar e monitorar a rede, rastreando o tráfego e identificando dispositivos.
8
Q
Defina endereços privados e endereços públicos.
A
Endereços Públicos
* Definição: Endereços IP públicos são endereços que são roteáveis na Internet. Eles são únicos em todo o mundo e são atribuídos pela IANA (Internet Assigned Numbers Authority) e por registradores regionais. * Uso: Utilizados para dispositivos que precisam ser acessíveis diretamente pela Internet, como servidores web, servidores de e-mail, e outros serviços públicos. * Exemplos de Intervalos: * Classe A: 1.0.0.0 a 126.255.255.255 (exceto 10.0.0.0/8) * Classe B: 128.0.0.0 a 191.255.255.255 (exceto 172.16.0.0/12) * Classe C: 192.0.0.0 a 223.255.255.255 (exceto 192.168.0.0/16)
Endereços Privados
* Definição: Endereços IP privados são usados dentro de redes privadas e não são roteáveis na Internet. Eles são definidos pela RFC 1918. * Uso: Utilizados para identificar dispositivos dentro de uma rede local (LAN). Roteadores e dispositivos de tradução de endereços de rede (NAT) são usados para permitir que dispositivos com endereços IP privados se comuniquem com a Internet usando um endereço IP público. * Exemplos de Intervalos: * Classe A: 10.0.0.0 a 10.255.255.255 * Classe B: 172.16.0.0 a 172.31.255.255 * Classe C: 192.168.0.0 a 192.168.255.255
9
Q
Fala sobre o NAT (definição, funções, onde é implementado, tipos, limitações, etc).
A
Definição
Network Address Translation (NAT) é uma técnica utilizada em redes de computadores para modificar os endereços IP nos cabeçalhos dos pacotes enquanto eles estão em trânsito através de um roteador ou firewall. O objetivo principal do NAT é permitir que múltiplos dispositivos em uma rede local (LAN) compartilhem um único endereço IP público para acessar a Internet.
Funções
* Conservação de Endereços IP: Permite que um único endereço IP público seja compartilhado entre vários dispositivos de uma rede privada, economizando endereços IP públicos. * Segurança: Esconde a estrutura interna da rede local ao mascarar os endereços IP privados, dificultando o rastreamento e os ataques direcionados aos dispositivos internos. * Flexibilidade no Endereçamento: Facilita a reatribuição de endereços IP dentro da rede local sem afetar a conectividade externa.
Implementação
O NAT é normalmente implementado em roteadores e firewalls que conectam uma rede privada à Internet.
Tipos de NAT
1. NAT Estático: * Definição: Mapeia um endereço IP privado para um endereço IP público fixo. * Uso: Útil para servidores que precisam ser acessíveis externamente com um endereço IP constante. 2. NAT Dinâmico: * Definição: Mapeia um endereço IP privado para um endereço IP público escolhido a partir de um pool de endereços IP públicos disponíveis. * Uso: Adequado para dispositivos que não precisam de um endereço IP público constante. 3. PAT (Port Address Translation) ou NAT Sobrecarga: * Definição: Mapeia vários endereços IP privados para um único endereço IP público usando números de porta exclusivos. * Uso: Permite que múltiplos dispositivos compartilhem um único endereço IP público.
10
Q
Descreva o funcionamento do protocolo DHCP (processo de atribuição, planejamento e implementação do DHCP, escopo).
A
Definição
DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) é um protocolo de rede usado para atribuir dinamicamente endereços IP e outras configurações de rede a dispositivos em uma rede.
Processo de Atribuição
1. Discover: O cliente envia uma mensagem DHCP Discover para localizar servidores DHCP disponíveis na rede. 2. Offer: Os servidores DHCP respondem com uma mensagem DHCP Offer, propondo um endereço IP e outras configurações. 3. Request: O cliente escolhe uma oferta e responde com uma mensagem DHCP Request, solicitando o endereço IP proposto. 4. Acknowledge: O servidor DHCP confirma a atribuição com uma mensagem DHCP Acknowledge, finalizando o processo.
Planejamento e Implementação do DHCP
* Escopo: Define o intervalo de endereços IP que o servidor DHCP pode atribuir aos clientes. * Reservas: Permitem a atribuição de endereços IP específicos a dispositivos específicos (baseados em endereços MAC). * Parâmetros de Configuração: Incluem gateway padrão, servidores DNS, duração do lease, entre outros.
10
Q
Qual a função da máscara de rede
A
A máscara de rede, ou máscara de sub-rede, é um valor numérico que divide o endereço IP em duas partes: a parte de rede e a parte de host. A máscara de rede é essencial para determinar a qual sub-rede um endereço IP pertence.
Funções Principais
* Identificação de Sub-rede: Define a extensão da parte de rede do endereço IP, permitindo que dispositivos identifiquem se estão na mesma sub-rede. * Roteamento de Pacotes: Ajuda os roteadores a encaminharem pacotes para a sub-rede correta, garantindo que os dados alcancem o destino correto.
Exemplos de Máscaras de Sub-rede
* 255.255.255.0 (/24): A primeira parte (24 bits) é a parte de rede, e a última parte (8 bits) é a parte de host. * 255.255.0.0 (/16): Os primeiros 16 bits são a parte de rede, e os últimos 16 bits são a parte de host.
11
Q
Faça uma comparação entre o algoritmo de roteamento de estado de enlace e de vetor distância.
A
Algoritmo de Roteamento de Estado de Enlace
* Descrição: Cada roteador tem conhecimento completo da topologia da rede e calcula os melhores caminhos de forma independente. * Protocolo Comum: OSPF (Open Shortest Path First). * Funcionamento: Usa o algoritmo de Dijkstra para calcular o caminho mais curto para cada destino. * Vantagens: * Convergência rápida. * Conhecimento completo da rede. * Mais eficiente em redes grandes. * Desvantagens: * Maior complexidade de implementação. * Requer mais memória e processamento.
Algoritmo de Roteamento de Vetor de Distância
* Descrição: Cada roteador conhece apenas o custo para alcançar seus vizinhos imediatos e usa essas informações para calcular o caminho mais curto. * Protocolo Comum: RIP (Routing Information Protocol). * Funcionamento: Usa o algoritmo de Bellman-Ford, onde cada roteador atualiza suas tabelas de roteamento com base nas informações recebidas dos vizinhos. * Vantagens: * Simplicidade de implementação. * Menor requerimento de recursos (memória e processamento). * Desvantagens: * Convergência lenta. * Suscetível a loops de roteamento. * Escalabilidade limitada.
12
Q
Faça uma comparação entre protocolo RIP e OSPF.
A
RIP (Routing Information Protocol)
* Descrição: Um protocolo de roteamento por vetor de distância que utiliza o algoritmo de Bellman-Ford. * Tipo de Protocolo: Vetor de Distância. * Algoritmo: Bellman-Ford. * Atualizações de Roteamento: Envia atualizações completas de roteamento periodicamente (a cada 30 segundos). * Métrica: Número de saltos (hop count), com um limite máximo de 15 saltos. * Convergência: Lenta, devido às atualizações periódicas e ao limite de saltos. * Escalabilidade: Limitada; adequado para pequenas redes devido ao limite de saltos e convergência lenta. * Simplicidade: Fácil de configurar e gerenciar, adequado para redes pequenas. * Tolerância a Falhas: Baixa, devido à convergência lenta e ao limite de saltos. * Segurança: Suporte limitado; autenticação básica (em versões mais recentes).
OSPF (Open Shortest Path First)
* Descrição: Um protocolo de roteamento por estado de enlace que utiliza o algoritmo de Dijkstra. * Tipo de Protocolo: Estado de Enlace. * Algoritmo: Dijkstra. * Atualizações de Roteamento: Envia atualizações de estado de enlace apenas quando há mudanças na topologia. * Métrica: Custo baseado na largura de banda dos links, permitindo rotas mais eficientes. * Convergência: Rápida, devido às atualizações imediatas de estado de enlace e ao cálculo eficiente de rotas. * Escalabilidade: Alta; adequado para grandes redes devido à rápida convergência e suporte para áreas hierárquicas. * Complexidade: Mais complexo de configurar e gerenciar do que o RIP, mas oferece melhor desempenho em redes maiores. * Tolerância a Falhas: Alta, devido à rápida convergência e ao suporte para múltiplas áreas. * Segurança: Suporte robusto; autenticação e criptografia opcionais para proteger as atualizações de roteamento.
Comparação Resumida
* RIP: * Métrica: Número de saltos. * Convergência: Lenta. * Escalabilidade: Limitada. * Simplicidade: Fácil. * Segurança: Básica. * OSPF: * Métrica: Custo baseado na largura de banda. * Convergência: Rápida. * Escalabilidade: Alta. * Complexidade: Complexo. * Segurança: Robusta.
13
Q
Discorra sobre o protocolo BGP.
A
BGP (Border Gateway Protocol) é um protocolo de roteamento entre sistemas autônomos (ASes) na Internet. Ele é usado para trocar informações de roteamento entre diferentes redes e é fundamental para o funcionamento da Internet global.
Funções e Características
1. Interconexão de Redes: * Função: BGP permite a interconexão de redes independentes, conhecidas como Sistemas Autônomos (ASes), que podem ser grandes ISPs, empresas, ou outras organizações com múltiplas redes. 2. Métricas: * Descrição: BGP usa uma série de atributos para tomar decisões de roteamento, como caminho AS, política de roteamento, e preferências administrativas. A métrica principal é o “AS path”, que indica os ASes que o pacote precisa atravessar para alcançar o destino. 3. Tipo de Protocolo: * Tipo: Protocolo de vetor de caminho. * Algoritmo: Baseado em políticas, não puramente em métrica de distância. 4. Estabelecimento de Sessões: * Função: BGP estabelece sessões de peering entre roteadores BGP utilizando TCP na porta 179. As sessões são estabelecidas para troca de informações de roteamento. * Mecanismo de Estabelecimento: Utiliza mensagens OPEN para iniciar a sessão, seguida por KEEPALIVE para manter a conexão. 5. Atualizações de Roteamento: * Descrição: Envia atualizações incrementais quando há mudanças na topologia. Utiliza mensagens UPDATE para informar novos caminhos ou retirar caminhos obsoletos. 6. Segurança: * Funcionalidade: Suporta autenticação e filtros de roteamento para proteger contra anúncios de rotas maliciosas ou incorretas. 7. Tipos de BGP: * iBGP (Internal BGP): Utilizado para troca de informações de roteamento dentro de um mesmo AS. * eBGP (External BGP): Utilizado para troca de informações de roteamento entre diferentes ASes.
Vantagens
* Escalabilidade: Altamente escalável, capaz de lidar com a enorme quantidade de roteamentos necessários para a Internet global. * Flexibilidade: Permite políticas de roteamento complexas e personalizadas baseadas em diversos atributos. * Resiliência: Suporta múltiplos caminhos e failover automático, proporcionando alta disponibilidade.
Limitações
* Complexidade: Complexo de configurar e gerenciar, requer conhecimento especializado. * Convergência Lenta: Pode ter tempos de convergência mais lentos em comparação a protocolos de roteamento interno, devido à escala e política de roteamento. * Vulnerabilidades de Segurança: Apesar das medidas de segurança, BGP é suscetível a problemas de segurança como injeção de rotas maliciosas, se não for configurado corretamente.
14
Q
O que é broadcast?
A
Broadcast é um método de comunicação em redes de computadores onde uma mensagem ou pacote de dados é enviado de um único remetente para todos os destinatários possíveis em uma rede local. No contexto de redes IP, um endereço de broadcast permite que um dispositivo envie dados para todos os dispositivos na mesma rede ou sub-rede.
Características
1. Alcance: * Local: O broadcast é geralmente limitado ao domínio de broadcast, que normalmente é uma rede local (LAN) ou sub-rede. * Alcance de Broadcast: A mensagem não atravessa roteadores para outras redes, a menos que explicitamente configurada para fazê-lo. 2. Endereço de Broadcast: * IPv4: Em uma sub-rede IPv4, o endereço de broadcast é o endereço com todos os bits de host definidos como 1. Por exemplo, em uma rede com máscara de sub-rede 255.255.255.0 (/24), o endereço de broadcast é 192.168.1.255. * IPv6: IPv6 não utiliza broadcast. Em vez disso, usa multicast para comunicações similares. 3. Uso Comum: * ARP (Address Resolution Protocol): Utiliza broadcast para resolver endereços MAC a partir de endereços IP. * DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol): Usa broadcast para descobrir servidores DHCP e obter uma configuração de rede. * Descoberta de Serviços: Alguns protocolos usam broadcast para descobrir serviços e dispositivos em uma rede local.
