1. Pilha de protocolo TCP / IP
Modelo de quatro camadas
O protocolo TCP / IP segue um conceito de modelo de quatro camadas: camada de aplicação, camada de transporte, camada de interconexão e camada de interface de rede.
Camada de interface de rede: A camada base do modelo é a camada de interface de rede. Responsável pelo envio e recebimento de frames de dados, que são unidades independentes de transmissão de informações da rede. A camada de interface de rede coloca o quadro na rede ou remove o quadro da rede.
Camada de interconexão: o protocolo de interconexão encapsula os pacotes de dados em datagramas da Internet e executa os algoritmos de roteamento necessários.
Existem quatro protocolos de interconexão:
IP do protocolo da Internet: Responsável por endereçar e rotear pacotes de dados entre o host e a rede.
Protocolo de resolução de endereço ARP: Obtenha o endereço do host de hardware na mesma rede física.
Internet Control Message Protocol ICMP: Envie mensagens e relate erros de transmissão de pacotes de dados.
Protocolo de gerenciamento de grupo de interconexão IGMP: usado por hosts IP para relatar membros do grupo de hosts ao roteador multicast local.
Camada de transporte: o protocolo de transporte fornece uma sessão de comunicação entre computadores. A escolha do protocolo de transmissão depende do método de transmissão de dados.
Dois protocolos de transmissão:
Transmission Control Protocol TCP: Fornece conexões de comunicação confiáveis para aplicativos. É adequado para transferir uma grande quantidade de dados de uma vez. E adequado para aplicações que requerem uma resposta.
Protocolo de datagrama do usuário UDP: Fornece comunicação sem conexão e não garante uma transmissão confiável de pacotes. É adequado para transmitir uma pequena quantidade de dados por vez, e a confiabilidade é de responsabilidade da camada de aplicativo.
Camada de aplicativo: os aplicativos acessam a rede por meio dessa camada.
Tecnologia de interface de rede
O IP usa a especificação de interface de dispositivo de rede NDIS para enviar o IP à camada de interface de rede para suportar WAN e tecnologias de interface de rede local.
Protocolo de linha serial
O TCP / IPG geralmente usa o protocolo de linha serial da Internet SLIP ou o protocolo ponto a ponto PPP para transmissão de dados na linha serial.
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2.ARP
Para se comunicar na rede, o host deve saber o endereço de hardware do outro host. A resolução de endereço é o processo de mapear o endereço IP do host para um endereço de hardware. O protocolo de resolução de endereço ARP é usado para obter os endereços de hardware de hosts na mesma rede física.
O endereço IP do host é resolvido para o endereço de hardware:
(1) Quando um host deseja se comunicar com outro host, ele inicia uma solicitação ARP. Quando o IP determina que o endereço IP é local, o host de origem procura no cache ARP o endereço de hardware do host de destino.
(2) Se o mapeamento não for encontrado, o ARP cria uma solicitação. O endereço IP do host de origem e o endereço de hardware serão incluídos na solicitação. A solicitação é transmitida para que todos os hosts locais possam recebê-la e processá-la.
(3) Cada host na rede local recebe a transmissão e procura um endereço IP correspondente.
(4) Quando o host de destino determina que o endereço IP na solicitação corresponde ao seu, ele envia diretamente uma resposta ARP para passar seu próprio endereço de hardware para o host de origem. Atualize seu cache ARP com o endereço IP do host de origem e o endereço de hardware. Depois de receber a resposta, o host de origem estabelece a comunicação.
Resolva o endereço IP remoto
Os hosts em redes diferentes se comunicam entre si, e a transmissão ARP é o gateway padrão do host de origem.
Se o endereço IP de destino for um host de rede remoto, o ARP transmitirá o endereço de um roteador.
(1) Quando a solicitação de comunicação é inicializada, sabe-se que o endereço IP de destino é um endereço remoto. O host de origem é pesquisado na tabela de roteamento local. Caso contrário, o host de origem é considerado o endereço IP do gateway padrão. Encontre o gateway que corresponda ao cache ARP
(2) Se nenhum registro do gateway for encontrado, o ARP transmitirá uma solicitação para o endereço do gateway em vez do endereço do host de destino. O roteador responde à solicitação ARP do host de origem com seu próprio endereço de hardware. O host de origem envia o pacote de dados ao roteador para transmissão à rede do host de destino e, finalmente, atinge o host de destino.
(3) No roteador, o IP determina se o endereço IP de destino é local ou remoto. Se for local, o roteador usa ARP (cache ou transmissão) para obter o endereço do hardware. Se for remoto, o roteador procura o gateway em sua tabela de roteamento e usa o ARP para obter o endereço de hardware do gateway. O pacote de dados é enviado diretamente para o próximo host de destino.
(4) Depois que o host de destino recebe a solicitação, ele forma uma resposta ICMP. Como o host de origem está na rede remota, o gateway da rede do host de origem será pesquisado na tabela de roteamento local. Depois de encontrar o gateway, o ARP obtém seu endereço de hardware.
(5) Se o endereço de hardware deste gateway não estiver no cache ARP, ele será obtido por meio de transmissão ARP. Depois de obter o endereço de hardware, a resposta ICMP é enviada ao roteador e, em seguida, ao host de origem.
Cache ARP
Para reduzir a quantidade de transmissão, o ARP salva o mapeamento de endereço no cache para backup. O cache ARP armazena itens dinâmicos [próximo] e itens estáticos. Os itens dinâmicos são adicionados e excluídos automaticamente, enquanto os itens estáticos permanecem no CACHE até que o computador seja reiniciado.
O cache ARP sempre reserva o endereço de broadcast do hardware (0xffffffffffffh) como uma entrada permanente para a sub-rede local.
Este item permite que o host receba transmissões ARP. Ao visualizar o cache, o item não será exibido.
O ciclo de vida de cada registro de cache ARP é de 10 minutos e será excluído se não for usado em 2 minutos. Quando a capacidade do cache estiver cheia, exclua o registro mais antigo.
Adicionar registros estáticos (permanentes)
Ao adicionar entradas ARP estáticas, o número de solicitações ARP para acessar o host pode ser reduzido.
Estrutura do pacote ARP
Os campos da estrutura ARP são os seguintes:
Tipo de hardware - o tipo de hardware (camada de acesso à rede) usado.
Tipo de protocolo - o protocolo no processo de análise usa o valor do tipo de éter.
Comprimento do endereço de hardware - o comprimento em byte do endereço de hardware. Para Ethernet e token ring, o comprimento é de 6 bytes.
Comprimento do endereço do protocolo - o comprimento do byte do endereço do protocolo, o comprimento do IP é 4 bytes.
Número da operação - especifique o campo da operação atual.
Endereço de hardware do remetente - o endereço de hardware do remetente.
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