Aula 1

Protocolos de Roteamento
Aula-1.1
A camada de Rede
Valbert_oliveira@hotmail.com

APRESENTAÇÃO DO PROFESSOR
Valbert_oliveira@hotmail.com
(85)987894090
Mestrando em Informática aplicada pela Universidade
Estadual do Ceará (UECE).Especialista em Redes
Convergentes pela Universidade de Fortaleza(UNIFOR).
Graduado em Ciências da Computação pela Faculdade
Integrada da Grande Fortaleza.
INDICATIVO - PU7MVO

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A Camada de Rede
Objetivos da aula
1-Reconhecer os serviços da camada de redes
2- Identificar o funcionamento desses serviços
3- Distinguir as funções do repasse e roteamento
4- Identificar os princípios fundamentais de uma tabela de repasse
5- Reconhecer as principais características das redes baseadas em circuitos
virtuais e datagrama
Prof: Valbert Oliveira

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A camada de rede fornece serviços para realizar trocas de
fragmentos individuais de dados na rede entre dispositivos finais
identificados. Para realizar este transporte de uma extremidade à
outra, a camada de redes utiliza quatro processos básicos:
A Camada de Rede
Endereçamento
Encapsulamento
Repasse/ Roteamento
Decapsulamento

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A função é realizado da seguinte maneira: Primeiro, a camada de
rede precisa fornecer o mecanismo de endereçamento destes
dispositivos finais. Se fragmentos individuais de dados precisam
ser direcionados a um dispositivo final, este dispositivo precisa ter
um endereço único. Em uma rede IPv4, quando este endereço é
atribuído a um dispositivo, o dispositivo passa a ser chamado de
host.
Endereçamento

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Logo após o endereçamento, a camada de rede precisa fornecer o
encapsulamento.
Além da necessidade dos dispositivos serem identificados com um
endereço, os fragmentos individuais (as PDUs da camada de rede)
também devem conter estes endereços.
Durante o processo de encapsulamento, a camada de rede recebe
a PDU da camada de transporte e acrescenta um cabeçalho para
criar uma PDU da camada.
Ao fazer referência à camada de rede, chamamos esta PDU de
pacote.
Encapsulamento

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Quando se cria um pacote, o cabeçalho deve conter, entre outras
informações, o endereço do host para o qual ele está sendo
enviado. Este endereço é chamado de endereço de destino. O
cabeçalho da camada também contém o endereço do host de
origem. Este endereço é chamado de endereço de origem.
Encapsulamento
Depois que a camada de rede
completa seu processo de
encapsulamento, o pacote é enviado
para a camada de enlace de dados
para ser preparado para o transporte
através do meio físico.

8
Encapsulamento

9
Encapsulamento

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Camada de Rede
Transporta segmentos do hospedeiro
transmissor para o receptor
No lado transmissor, encapsula os
segmentos em datagramas
No lado receptor, entrega os segmentos à
camada de transporte
Protocolos da camada de rede em cada
hospedeiro, roteador
Roteador examina campos de cabeçalho
em todos os datagramas IP que passam
por ele

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Repasse e Roteamento
Depois do encapsulameto, a camada de rede precisa fornecer
serviços para direcionar estes pacotes a seu host de destino. Para
fazê-lo, duas importantes funções da camada de rede podem ser
identificadas.
Repasse, quando um pacote chega ao enlace de entrada de um
roteador, este deve conduzi-lo até o enlace de saída apropriado.
Roteamento, a camada de rede deve determinar a rota ou
caminho tomado pelos pacotes ao fluírem de um remetente a um
destinatário.

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Comutação: mover pacotes da entrada do roteador para a saída
apropriada do roteador
Roteamento: determinar a rota a ser seguida pelos pacotes desde
a origem até o destino.
Algoritmos de roteamento
Analogia:
Roteamento: processo de planejar a viagem da origem ao destino
Comutação: processo de passar por um único intercâmbio

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Repasse
Repasse refere-se à ação local realizada por um roteador
para transferir um pacote da interface de um enlace de entrada
para a de saída apropriada.
Roteamento refere-se ao processo de âmbito geral da rede que
determina os caminhos fim-a-fim que os pacotes percorrem
desde a fonte até o destino.

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Serviços da Camada de Rede
Olha só que legal!
Cada roteador tem uma tabela de repasse. Um roteador
repassa um pacote examinando o valor de um campo no
cabeçalho do pacote que está chegando e então utiliza esse
valor para indexar sua tabela de repasse. O resultado da tabela
de repasse indica para qual das interfaces de enlace do roteador
o pacote deve ser repassado.

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Tabela de Repasse
Olha só que legal!
Cada roteador tem uma tabela de repasse. Um roteador
repassa um pacote examinando o valor de um campo no
cabeçalho do pacote que está chegando e então utiliza esse
valor para indexar sua tabela de repasse. O resultado da tabela
de repasse indica para qual das interfaces de enlace do roteador
o pacote deve ser repassado.

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Tabela de Repasse
Observe bem a imagem.

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Roteamento
Os hosts de origem e de destino nem sempre estão
conectados à mesma rede.
De fato, o pacote pode ter que viajar através de muitas
redes diferentes. Ao longo do caminho, cada pacote
precisa ser guiado através da rede para chegar a seu
destino final. Os dispositivos intermediários que
conectam as redes são chamados roteadores. O papel
do roteador é selecionar o caminho e direcionar os
pacotes a seus destinos. Este processo é conhecido
como roteamento.

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Roteamento
Durante o roteamento através de uma rede, o pacote pode
atravessar muitos dispositivos intermediários. Cada rota que
um pacote toma para chegar ao próximo dispositivo é chamada
de salto. Conforme o pacote é direcionado, seu conteúdo (a
PDU da camada de transporte) permanece intacto até a
chegada ao host de destino.

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Decapsulamento
Pronto!
Finalmente, o pacote chega ao host de destino e é processado na camada de
rede. O host examina o endereço de destino para varificar se o pacote
estava endereçado para este dispositivo. Se o endereço estiver correto, o
pacote é desemcapsulado pela camada de rede e a PDU da camada de
transporte contida no pacote é passado para o serviço apropriado.
Diferente da camada de transporte, que gerencia o transporte de
dados entre os processos em execução em cada host final, os
protocolos de camada de rede especificam a estrutura e o
processamento dos pacotes usados para carregar os dados de um
host para outro. O funcionamento sem consideração aos dados de
aplicações carregadas em cada pacote permite que a camada da
rede leve pacotes para diversos tipos de comunicações entre
múltiplos hosts.

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Modelos de serviço de rede
O modelo de serviço de rede define as características do
transporte de dados fim-a-fim entre uma borda da rede e a
outra,isto é, entre sistemas finais remetente e destinatário.
Alguns serviços específicos que poderiam ser oferecidos pela
camada de rede são:
Entrega garantida: Assegura que o pacote mais cedo ou mais
tarde chegue a seu destino.

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Entrega garantida com atraso limitado: Não somente assegura a
entrega de um pacote, mas também a entrega com um atraso
hospedeiro a hospedeiro limitado.
Entrega de pacotes na ordem: Garante que pacotes chegarão
ao destino na ordem em que foram enviados.

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Largura de banda mínima garantida: Emula o comportamento
de um enlace de transmissão com uma taxa de bits
especificada entre hospedeiros remetentes e destinatários.
Jitter máximo garantido: Garante que a quantidade de tempo
entre a transmissão de dos pacotes sucessivos no remetente
seja igual à quantidade de tempo entre o recebimento dos dois
pacotes no destino.

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Modelos de serviço das redes Internet
O modelo de serviço é o melhor esforço, não tem nenhuma
garantia de largura de banda, nenhuma garantia contra perda,
quanto ao ordenamento pode ser qualquer ordem possível, não
mantém temporização, não tem nenhuma indicação de
congestionamento.
Redes de circuitos virtuais e de datagramas
A camada de redes pode oferecer serviço não orientado para
conexão ou serviço orientado para conexão.

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A camada de redes pode oferecer serviço não orientado para
conexão ou serviço orientado para conexão.
Em todas as arquiteturas importantes de redes de computadores,
a camada de rede fornece um serviço entre hospedeiros não
orientado para conexão, ou um serviço orientado para conexão,
mas não ambos.
Redes de computadores que oferecem apenas um serviço
orientado para conexão na camada de rede são denominadas
redes de circuitos virtuais.
As que oferecem apenas um serviço não orientado para conexão
são denominadas redes de datagramas.

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A Internet é uma rede de datagramas. Entretanto, muitas
arquiteturas de rede alternativas (ATM, frame relay e X.25)
são redes de circuitos virtuais, portanto, usam conexões na
camada de rede denominadas circuitos virtuais.

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3a Função importante em algumas arquiteturas de rede:
ATM, frame relay, X.25 Antes do fluxo de datagramas, dois
hospedeiros e os devidos roteadores estabelecem uma conexão
virtual
Roteadores são envolvidos
Serviço de conexão da camada de rede e de transporte:
Rede: entre dois hospedeiros
Transporte: entre dois processos

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Arquitetura
de rede
Internet
ATM
ATM
ATM
ATM
Modelo de
serviço
melhor
esforço
CBR
VBR
ABR
UBR
Banda
não
taxa
constante
taxa
garantida
mínimo
garantido
não
Perda
não
sim
sim
não
não
Ordem
não
sim
sim
sim
sim
Tempo
não
sim
sim
não
não
Realim. de
congestão
não (examina
perdas)
não há
congestão
não há
congestão
sim
não
Parâmetros garantidos

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Circuito Virtual
Um circuito virtual consiste em um caminho(série de enlaces
e roteadores) entre hospedeiros de origem e de destino,
números de CVs (numero para cada enlace ao longo do
caminho) e registros na tabela de repasse em cada roteador
ao longo do caminho.

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Circuito Virtual
Um pacote que pertence
a um circuito virtual
possui um numero de CV
em seu cabeçalho.
Como um circuito virtual pode ter número de CV diferente em
cada enlace, cada roteador interveniente deve substituir o
número de CV de cada pacote em transito por um novo
número.

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Circuito Virtual
Sempre que um novo CV é estabelecido através de um
roteador, um registro é adicionado à tabela de repasse.
De maneira semelhante, sempre que um CV termina,
são removidos os registros apropriados em cada tabela
ao longo de seu caminho.

31
Circuito Virtual
Um pacote não conserva o mesmo numero de CV por que substituir
o numero de enlace em enlace reduz o comprimento do campo CV
no cabeçalho do pacote e também por que o estabelecimento de um
CV é consideravelmente simplificado se for permitido um numero
diferente de CV em cada enlace ao longo do caminho do circuito
virtual.

32
Circuito Virtual
Em uma rede de circuitos virtuais, os roteadores da rede devem manter
informação de estado de conexão para as conexões em curso. Cada vez
que uma nova conexão for estabelecida através de um roteador, um novo
registro de conexão deve ser adicionado à tabela de repasse do roteador.
E, sempre que uma conexão for desativada, um registro deve ser removido
da tabela

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Circuito Virtual
Um pacote não conserva o mesmo numero de CV por que substituir
o numero de enlace em enlace reduz o comprimento do campo CV
no cabeçalho do pacote e também por que o estabelecimento de um
CV é consideravelmente simplificado se for permitido um numero
diferente de CV em cada enlace ao longo do caminho do circuito
virtual.

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Fases do Circuito Virtual
Estabelecimento
do CV
Transferência
dos dados.
Encerrament
o do CV

35
Encerramento do CV
Encerramento do CV: Começa quando o remetente (ou o
destinatário) informa à camada de rede seu desejo de
desativar o CV, que então informara ao sistema final do
termino de conexão e atualizará as tabelas de repasse em
cada um dos roteadores de pacotes no caminho para indicar
que o CV não existe mais.

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Estabelecimento do CV
A camada de transporte remetente contata a camada de rede,
especifica o end. Do receptor e espera até a rede estabelecer o
CV. A camada de rede determina o caminho entre remetente e
destinatário,série de enlaces e roteadores que os pacotes vão
passar. Ela também determina o numero de CV para cada enlace
ao longo do caminho e , finalmente, adiciona um registro na
tabela de repasse em cada roteador.Ela também pode reservar
recursos ao longo do caminho.

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Transferência de dados
Transferência de dados: Assim
que o CV é estabelecido,
pacotes podem começar a fluir
ao longo do CV.

38
Encerramento do CV
Encerramento do CV: Começa quando o remetente (ou o
destinatário) informa à camada de rede seu desejo de
desativar o CV, que então informara ao sistema final do
termino de conexão e atualizará as tabelas de repasse em
cada um dos roteadores de pacotes no caminho para indicar
que o CV não existe mais.

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Redes de datagramas
Redes de datagramas
Em uma rede de datagramas, toda vez que um sistema final
quer enviar um pacote, ele marca o pacote com o end do
sistema final de destino e então o envia para dentro da rede.
Isso é feito sem o estabelecimento de CV, pois em uma rede de
datagramas os roteadores não mantêm nenhuma informação
de estado sobre CVs.
Ao ser transmitido da fonte ao destino, um pacote passa por
diversos roteadores, onde cada um deles usa o endereço de
destino do pacote para

• BIBLIOGRAFIA
• •Redes de computadores e a Internet: uma abordagem top-down
• •Kurose, James F E Ross, Keith W.
• •Editora: Pearson Education
• •5ª edição
40
BIBLIOGRAFIA

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