DCN - protocolos de camada de rede
Cada computador em uma rede possui um endereço IP pelo qual pode ser identificado e endereçado de maneira única. Um endereço IP é o endereço lógico da Camada 3 (Camada de Rede). Este endereço pode mudar sempre que um computador for reiniciado. Um computador pode ter um IP em uma instância de tempo e outro IP em um momento diferente.
Protocolo de resolução de endereço (ARP)
Durante a comunicação, um host precisa do endereço da camada 2 (MAC) da máquina de destino que pertence ao mesmo domínio de broadcast ou rede. Um endereço MAC é fisicamente gravado na placa de interface de rede (NIC) de uma máquina e nunca muda.
Por outro lado, o endereço IP de domínio público raramente é alterado. Se o NIC for alterado em caso de alguma falha, o endereço MAC também muda. Dessa forma, para que a comunicação da Camada 2 ocorra, é necessário um mapeamento entre as duas.
Para saber o endereço MAC do host remoto em um domínio de transmissão, um computador que deseja iniciar a comunicação envia uma mensagem de transmissão ARP perguntando: "Quem tem este endereço IP?" Por ser um broadcast, todos os hosts no segmento de rede (domínio de broadcast) recebem esse pacote e o processam. O pacote ARP contém o endereço IP do host de destino com o qual o host de envio deseja falar. Quando um host recebe um pacote ARP destinado a ele, ele responde de volta com seu próprio endereço MAC.
Uma vez que o host obtém o endereço MAC de destino, ele pode se comunicar com o host remoto usando o protocolo de link Layer-2. Esse mapeamento MAC para IP é salvo no cache ARP dos hosts de envio e recebimento. Da próxima vez, se eles precisarem se comunicar, eles podem consultar diretamente seu respectivo cache ARP.
ARP reverso é um mecanismo em que o host conhece o endereço MAC do host remoto, mas precisa saber o endereço IP para se comunicar.
Internet Control Message Protocol (ICMP)
ICMP é um protocolo de diagnóstico de rede e relatório de erros. O ICMP pertence ao conjunto de protocolos IP e usa o IP como protocolo da operadora. Depois de construir o pacote ICMP, ele é encapsulado no pacote IP. Como o próprio IP é um protocolo não confiável de melhor esforço, o ICMP também é.
Qualquer feedback sobre a rede é enviado de volta ao host de origem. Se ocorrer algum erro na rede, ele é relatado por meio do ICMP. O ICMP contém dezenas de mensagens de diagnóstico e relatório de erros.
ICMP-echo e ICMP-echo-reply são as mensagens ICMP mais comumente usadas para verificar a acessibilidade de hosts ponta a ponta. Quando um host recebe uma solicitação de eco ICMP, é obrigado a enviar de volta uma resposta de eco ICMP. Se houver algum problema na rede de trânsito, o ICMP relatará esse problema.
Protocolo de Internet versão 4 (IPv4)
IPv4 é um esquema de endereçamento de 32 bits usado como mecanismo de endereçamento de host TCP / IP. O endereçamento IP permite que cada host na rede TCP / IP seja identificável de forma única.
O IPv4 fornece um esquema de endereçamento hierárquico que permite dividir a rede em sub-redes, cada uma com um número bem definido de hosts. Os endereços IP são divididos em muitas categorias:
Class A - usa o primeiro octeto para endereços de rede e os três últimos octetos para endereçamento de host
Class B - usa os dois primeiros octetos para endereços de rede e os dois últimos para endereçamento de host
Class C - usa os três primeiros octetos para endereços de rede e o último para endereçamento de host
Class D - fornece um esquema de endereçamento de IP simples em contraste com a estrutura hierárquica acima de três.
Class E - É usado como experimental.
O IPv4 também tem espaços de endereço bem definidos para serem usados como endereços privados (não roteáveis na Internet) e endereços públicos (fornecidos por ISPs e roteáveis na Internet).
Embora o IP não seja confiável; fornece mecanismo de 'Melhor Esforço-Entrega'.
Protocolo de Internet versão 6 (IPv6)
O esgotamento dos endereços IPv4 deu origem a um Protocolo de Internet de última geração versão 6. O IPv6 endereça seus nós com endereços de 128 bits, fornecendo muito espaço de endereços para uso futuro em todo o planeta ou além.
O IPv6 introduziu o endereçamento Anycast, mas removeu o conceito de difusão. O IPv6 permite que os dispositivos adquiram um endereço IPv6 e se comuniquem nessa sub-rede. Essa configuração automática remove a confiabilidade dos servidores DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol). Dessa forma, mesmo se o servidor DHCP dessa sub-rede estiver inativo, os hosts podem se comunicar uns com os outros.
O IPv6 fornece um novo recurso de mobilidade IPv6. As máquinas equipadas com IPv6 móveis podem circular sem a necessidade de alterar seus endereços IP.
O IPv6 ainda está em fase de transição e deve substituir completamente o IPv4 nos próximos anos. Atualmente, existem poucas redes que funcionam em IPv6. Existem alguns mecanismos de transição disponíveis para as redes habilitadas para IPv6 se comunicarem e se movimentarem entre redes diferentes facilmente no IPv4. Esses são:
- Implementação de pilha dupla
- Tunneling
- NAT-PT