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T202-A/C
Redes de Computadores
01 – Fundamentos de Redes de
Computadores
Prof. Edson J. C. Gimenez
soned@inatel.br
2022/Sem2
2
Outras referências:
• Forouzan & Mosharraf. Redes de Computadores: uma abordagem
top-down. Porto Alegre: AMGH Ed. (McGraw-Hill/Bookman), 2013.
• Stallings & Case. Redes e Sistemas de Comunicação de Dados, 7a ed.
Rio de Janeiro: Elsevier, 2016
• Comer. Interligação de Redes com TCP/IP, vol. 1: princípios,
protocolos e arquitetura, 5a ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2006.
• Farrel. A Internet e seus Protocolos: uma análise comparativa. Rio
de Janeiro: Elsevier, 2005.
Referências:
• Kurose & Ross. Redes de Computadores e a
Internet: uma abordagem top-down, 6ª ed.
Pearson, 2013. Capítulo 1.
• Tanenbaum & Wetherall. Redes de Computadores,
5ª ed. Pearson, 2011. Capítulos 1 e 2.
Arquiteturas de rede – Modelo OSI
 OSI - Open System Interconnection
 Modelo de referência lançado em
1984 pela ISO.
 Proporcionou aos fabricantes
padronizar um conjunto de
funcionalidades que garantiram uma
maior compatibilidade e
interoperabilidade entre as várias
tecnologias de rede.
 Define, na verdade, funcionalidades a
serem desenvolvidas, agrupadas em
camadas.
3
Adaptado: TL016/Inatel
Resumo das funcionalidades em cada camada OSI
 Aplicação: serviços de rede para as aplicações
 Apresentação: formatação e sintaxe dos dados, criptografia
e compressão
 Sessão: gerência de diálogos entre aplicativos
 Transporte: gerência de conexões fim-a-fim (circuitos
virtuais), confiabilidade fim-a-fim, controle de fluxo
 Rede: conectividade e seleção de caminhos (roteamento),
endereçamento lógico
 Enlace: controle de erros ponto a ponto, controle de aceso
ao meio, endereço físico
 Física: interfaces, sinalização, meios de tx
4
Processo de encapsulamento/desencapsulamento
5
Adaptado: TL016/Inatel
Arquitetura TCP/IP
 Versão padronizada em 1981.
 Ideia chave: fornecer uma transmissão confiável de dados para
qualquer destino da rede, sob quaisquer circunstâncias.
 Tornou-se o padrão no qual se baseou a Internet.
 Denominada “pilha de protocolos TCP/IP”:
Acesso à
Rede
Adaptado: TL016/Inatel
6
Modelo OSI x Modelo TCP/IP
7
Adaptado: TL016/Inatel
Internet
 Pode se vista como um
conglomerado de redes
(rede de redes).
 Não é de propriedade de
nenhum grupo, porém
alguns órgãos
(associações) cuidam de
seus padrões e controle,
tais como IETF, IAB,
IANA, Comitê Gestor de
Internet no Brasil (CGI),
etc.
8
Kurose & Ross
 Características:
 Operam dentro de uma área geográfica limitada
 Controle privativo da rede, sob administração local
 Fornece conectividade ininterrupta aos serviços locais
 Principais tecnologias:
 Ethernet (IEEE802.3)
 Wi-Fi (IEEE802.11)
Redes Locais - LANs
9
 Características:
 Operam em uma ampla área geográfica
 Conecta dispositivos separados através de grandes áreas
geográficas
 Principais tecnologias:
 Sistemas celular, Sistemas Satélite, IP/MPLS, xDSL, etc.
Redes Longa Distância – WANs
10
 Características:
 Rede que abrange uma área metropolitana (uma cidade ou
uma área suburbana).
 Geralmente consiste em uma infraestrutura permitindo
interligar redes locais (LANs) em uma mesma área
geográfica, servindo ainda de acesso a redes de longa
ditância (WANs).
 Principais tecnologias:
 MetroEthernet (PONs)
 Redes mesh
Redes Metropolitanas – MANs
11
 Características:
 Rede que abrange uma área bastante limitada; tipicamente,
com os dispositivos bastante próximos uns dos outros.
 Principais tecnologias:
 Bluetooth (IEEE802.15.1)
 ZigBee (IEEE802.15.4)
Redes de Área Pessoal – PANs
12
 Características:
 Enlaces locais (meio + equipamentos) que conectam os
usuários locais (residencial ou corporativo) ao seu provedor
de serviço (última milha)
 Principais tecnologias:
 Redes de Telefonia (wireline ou wireless)
 xDSL (Digital Subscriber Line): ADSL, HDSL, VDSL, etc.
 HFC (Hibrid Fiber/Coaxial)
 FTTx: FTTN (Fiber to the Node), FTTC (Fiber to the Curb), FTTB (Fiber to the
Building), FTTH (Fiber to the Home).
 PON (Passive Optical Network): GPON, EPON, BPON, APON.
 Satélite.
Redes de Acesso
13
Modos de transmissão:
 Simplex:
 Comunicações unidirecionais, em um sentido único.
 Exemplo: sistema de distribuição tradicional de sinal de TV e de rádio.
 Half-duplex
 Comunicações bidirecionais, porém não simultaneamente.
 Terminal opera hora como transmissor, hora como receptor.
 Exemplo: radioamador; conversa entre duas pessoas educadas.
 Full-duplex
 Comunicações bidirecionais, simultâneas.
 Terminal opera como transmissor e receptor simultaneamente.
14
Comutação:
 Processo no qual uma informação recebida por uma interface de
entrada de um dispositivo é enviada a uma interface de saída deste
dispositivo.
 As redes podem operar em um de dois modos:
 Comutação por circuitos
 Comutação por pacotes
15
Comutação de Circuitos
 Implica na existência de um enlace (circuito) dedicado de
comunicação entre dois usuários, que é composto por uma sequência
de enlaces conectados entre si através dos nós da rede.
 Uma vez estabelecida a conexão, os dados são transmitidos a uma
taxa constante e com um atraso fixo (um fluxo contínuo de bits).
16
Kurose & Ross
 As informações são transmitidos através de pacotes, que irão
compartilhar um ou mais enlaces da rede.
 Cada pacote contém uma porção com os dados do usuário (carga útil
ou payload) e uma porção com informações de controle e de
endereçamento (cabeçalho ou header), que são utilizadas para
rotear/encaminhar os pacotes pela rede.
Comutação de Pacotes 17
Kurose & Ross
Definem a estrutura da rede.
 Topologia Física:
 Define o layout efetivo dos meios físicos - fisicamente, como
os dispositivos estão interligados
 Anel; Barramento; Estrela (Estrela Estendida); Malha (Aberta
e Fechada); Hierárquica; etc.
 Topologia Lógica:
 Define (logicamente) como os meios físicos são acessados
pelos hosts para o envio de dados
 Broadcast; Passagem de token; Polling; etc.
18
Topologias de redes
 Dispositivos Finais:
 Formam a interface entre o usuário e a rede de comunicação.
 Exemplos:
 Estações de trabalho, laptops, servidores de arquivo,
servidores Web, impressoras de rede, telefones VoIP,
câmeras de segurança, dispositivos móveis, sensores, etc.
 No contexto de rede, são mencionados como hosts.
Dispositivos de Rede
19
 Dispositivos Intermediários:
 Conectam os hosts individuais à rede e podem conectar
múltiplas redes individuais para formar uma internetwork
(rede interconectada).
 Exemplos:
 Dispositivos de acesso a rede: hubs, switches, access points
(APs), modems.
 Dispositivos de redes interconectadas: roteadores e
comutadores.
 Dispositivos de segurança: firewalls e IDS (Intrusion
Detection System)
Dispositivos de Rede
20
Mídias (Meios) de Redes
 As redes atuais usam basicamente três tipos de meio físico para
interconectar dispositivos e fornecer o caminho sobre o qual os
dados podem ser transmitidos:
21
Adaptado: Cisco/CCNA
Atividade 2 – Lista de exercícios - Fundamentos:
22

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  • 1. T202-A/C Redes de Computadores 01 – Fundamentos de Redes de Computadores Prof. Edson J. C. Gimenez soned@inatel.br 2022/Sem2
  • 2. 2 Outras referências: • Forouzan & Mosharraf. Redes de Computadores: uma abordagem top-down. Porto Alegre: AMGH Ed. (McGraw-Hill/Bookman), 2013. • Stallings & Case. Redes e Sistemas de Comunicação de Dados, 7a ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2016 • Comer. Interligação de Redes com TCP/IP, vol. 1: princípios, protocolos e arquitetura, 5a ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2006. • Farrel. A Internet e seus Protocolos: uma análise comparativa. Rio de Janeiro: Elsevier, 2005. Referências: • Kurose & Ross. Redes de Computadores e a Internet: uma abordagem top-down, 6ª ed. Pearson, 2013. Capítulo 1. • Tanenbaum & Wetherall. Redes de Computadores, 5ª ed. Pearson, 2011. Capítulos 1 e 2.
  • 3. Arquiteturas de rede – Modelo OSI  OSI - Open System Interconnection  Modelo de referência lançado em 1984 pela ISO.  Proporcionou aos fabricantes padronizar um conjunto de funcionalidades que garantiram uma maior compatibilidade e interoperabilidade entre as várias tecnologias de rede.  Define, na verdade, funcionalidades a serem desenvolvidas, agrupadas em camadas. 3 Adaptado: TL016/Inatel
  • 4. Resumo das funcionalidades em cada camada OSI  Aplicação: serviços de rede para as aplicações  Apresentação: formatação e sintaxe dos dados, criptografia e compressão  Sessão: gerência de diálogos entre aplicativos  Transporte: gerência de conexões fim-a-fim (circuitos virtuais), confiabilidade fim-a-fim, controle de fluxo  Rede: conectividade e seleção de caminhos (roteamento), endereçamento lógico  Enlace: controle de erros ponto a ponto, controle de aceso ao meio, endereço físico  Física: interfaces, sinalização, meios de tx 4
  • 6. Arquitetura TCP/IP  Versão padronizada em 1981.  Ideia chave: fornecer uma transmissão confiável de dados para qualquer destino da rede, sob quaisquer circunstâncias.  Tornou-se o padrão no qual se baseou a Internet.  Denominada “pilha de protocolos TCP/IP”: Acesso à Rede Adaptado: TL016/Inatel 6
  • 7. Modelo OSI x Modelo TCP/IP 7 Adaptado: TL016/Inatel
  • 8. Internet  Pode se vista como um conglomerado de redes (rede de redes).  Não é de propriedade de nenhum grupo, porém alguns órgãos (associações) cuidam de seus padrões e controle, tais como IETF, IAB, IANA, Comitê Gestor de Internet no Brasil (CGI), etc. 8 Kurose & Ross
  • 9.  Características:  Operam dentro de uma área geográfica limitada  Controle privativo da rede, sob administração local  Fornece conectividade ininterrupta aos serviços locais  Principais tecnologias:  Ethernet (IEEE802.3)  Wi-Fi (IEEE802.11) Redes Locais - LANs 9
  • 10.  Características:  Operam em uma ampla área geográfica  Conecta dispositivos separados através de grandes áreas geográficas  Principais tecnologias:  Sistemas celular, Sistemas Satélite, IP/MPLS, xDSL, etc. Redes Longa Distância – WANs 10
  • 11.  Características:  Rede que abrange uma área metropolitana (uma cidade ou uma área suburbana).  Geralmente consiste em uma infraestrutura permitindo interligar redes locais (LANs) em uma mesma área geográfica, servindo ainda de acesso a redes de longa ditância (WANs).  Principais tecnologias:  MetroEthernet (PONs)  Redes mesh Redes Metropolitanas – MANs 11
  • 12.  Características:  Rede que abrange uma área bastante limitada; tipicamente, com os dispositivos bastante próximos uns dos outros.  Principais tecnologias:  Bluetooth (IEEE802.15.1)  ZigBee (IEEE802.15.4) Redes de Área Pessoal – PANs 12
  • 13.  Características:  Enlaces locais (meio + equipamentos) que conectam os usuários locais (residencial ou corporativo) ao seu provedor de serviço (última milha)  Principais tecnologias:  Redes de Telefonia (wireline ou wireless)  xDSL (Digital Subscriber Line): ADSL, HDSL, VDSL, etc.  HFC (Hibrid Fiber/Coaxial)  FTTx: FTTN (Fiber to the Node), FTTC (Fiber to the Curb), FTTB (Fiber to the Building), FTTH (Fiber to the Home).  PON (Passive Optical Network): GPON, EPON, BPON, APON.  Satélite. Redes de Acesso 13
  • 14. Modos de transmissão:  Simplex:  Comunicações unidirecionais, em um sentido único.  Exemplo: sistema de distribuição tradicional de sinal de TV e de rádio.  Half-duplex  Comunicações bidirecionais, porém não simultaneamente.  Terminal opera hora como transmissor, hora como receptor.  Exemplo: radioamador; conversa entre duas pessoas educadas.  Full-duplex  Comunicações bidirecionais, simultâneas.  Terminal opera como transmissor e receptor simultaneamente. 14
  • 15. Comutação:  Processo no qual uma informação recebida por uma interface de entrada de um dispositivo é enviada a uma interface de saída deste dispositivo.  As redes podem operar em um de dois modos:  Comutação por circuitos  Comutação por pacotes 15
  • 16. Comutação de Circuitos  Implica na existência de um enlace (circuito) dedicado de comunicação entre dois usuários, que é composto por uma sequência de enlaces conectados entre si através dos nós da rede.  Uma vez estabelecida a conexão, os dados são transmitidos a uma taxa constante e com um atraso fixo (um fluxo contínuo de bits). 16 Kurose & Ross
  • 17.  As informações são transmitidos através de pacotes, que irão compartilhar um ou mais enlaces da rede.  Cada pacote contém uma porção com os dados do usuário (carga útil ou payload) e uma porção com informações de controle e de endereçamento (cabeçalho ou header), que são utilizadas para rotear/encaminhar os pacotes pela rede. Comutação de Pacotes 17 Kurose & Ross
  • 18. Definem a estrutura da rede.  Topologia Física:  Define o layout efetivo dos meios físicos - fisicamente, como os dispositivos estão interligados  Anel; Barramento; Estrela (Estrela Estendida); Malha (Aberta e Fechada); Hierárquica; etc.  Topologia Lógica:  Define (logicamente) como os meios físicos são acessados pelos hosts para o envio de dados  Broadcast; Passagem de token; Polling; etc. 18 Topologias de redes
  • 19.  Dispositivos Finais:  Formam a interface entre o usuário e a rede de comunicação.  Exemplos:  Estações de trabalho, laptops, servidores de arquivo, servidores Web, impressoras de rede, telefones VoIP, câmeras de segurança, dispositivos móveis, sensores, etc.  No contexto de rede, são mencionados como hosts. Dispositivos de Rede 19
  • 20.  Dispositivos Intermediários:  Conectam os hosts individuais à rede e podem conectar múltiplas redes individuais para formar uma internetwork (rede interconectada).  Exemplos:  Dispositivos de acesso a rede: hubs, switches, access points (APs), modems.  Dispositivos de redes interconectadas: roteadores e comutadores.  Dispositivos de segurança: firewalls e IDS (Intrusion Detection System) Dispositivos de Rede 20
  • 21. Mídias (Meios) de Redes  As redes atuais usam basicamente três tipos de meio físico para interconectar dispositivos e fornecer o caminho sobre o qual os dados podem ser transmitidos: 21 Adaptado: Cisco/CCNA
  • 22. Atividade 2 – Lista de exercícios - Fundamentos: 22