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Introducao redes

O documento discute as redes de computadores, definindo-as como um conjunto de processadores capazes de compartilhar informações e recursos através de um sistema de comunicação. Também apresenta as principais motivações para o uso de redes, como aplicações comerciais, compartilhamento de recursos e economia, e classifica redes de acordo com sua tecnologia de transmissão e escala, como redes locais, metropolitanas e geograficamente distribuídas.

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Redes de Redes de Computadores Computadores Introdu Introduç ção ão
2 Rede de Computadores Rede de Computadores Uma rede de computadores é formada por um conjunto Uma rede de computadores é formada por um conjunto de módulos processadores capazes de trocar informações de módulos processadores capazes de trocar informações e compartilhar recursos, interligados por um sistema de e compartilhar recursos, interligados por um sistema de comunicação (meios de transmissão e protocolos comunicação (meios de transmissão e protocolos) ). .
3 Motivação para o Uso de Redes Motivação para o Uso de Redes „ „ Aplicações comerciais Aplicações comerciais „ „ Compartilhamento de recursos Compartilhamento de recursos „ „ Alta confiabilidade por meio de replicação de fontes de Alta confiabilidade por meio de replicação de fontes de dados dados „ „ Economia de dinheiro Economia de dinheiro „ „ Meio de comunicação eficiente entre os empregados da Meio de comunicação eficiente entre os empregados da empresa empresa „ „ Comércio eletrônico Comércio eletrônico
4 Motivação para o Uso de Redes Motivação para o Uso de Redes Sistema Cliente/Servidor Sistema Cliente/Servidor Comunicação em um sistema Cliente/Servidor Comunicação em um sistema Cliente/Servidor
5 Motivação para o Uso de Redes Motivação para o Uso de Redes „ „ Usuários domésticos (com a internet) Usuários domésticos (com a internet) „ „ Acesso a informações remotas Acesso a informações remotas „ „ Comunicação entre as pessoas ( Comunicação entre as pessoas (email email, , chat chat, , VoIP VoIP, etc.) , etc.) „ „ Entretenimento interativo Entretenimento interativo „ „ Comércio eletrônico (e Comércio eletrônico (e- -shop shop, e , e- -banking banking, leilões, etc.) , leilões, etc.) „ „ Jogos Jogos “Não há nenhuma razão para qualquer “Não há nenhuma razão para qualquer indivíduo ter um computador em casa”. indivíduo ter um computador em casa”. Ken Ken Olsen Olsen, Presidente da Digital , Presidente da Digital Equipment Equipment Co., 1977 Co., 1977
6 Motivação para o Uso de Redes Motivação para o Uso de Redes „ „ Usuários móveis Usuários móveis „ „ Conectividade independente da localização (escritório Conectividade independente da localização (escritório portátil) portátil) „ „ Acompanhamento da produção/serviços Acompanhamento da produção/serviços „ „ Comércio eletrônico Comércio eletrônico
7 Classificação de Redes Classificação de Redes „ „ Critérios de classificação Critérios de classificação „ „ Tecnologia de transmissão Tecnologia de transmissão „ „ Escala Escala
8 Tecnologia de Transmissão Tecnologia de Transmissão „ „ Redes de difusão (broadcast) Redes de difusão (broadcast) „ „ Todas as máquinas compartilham um único canal Todas as máquinas compartilham um único canal „ „ Comunicação por meio de pacotes endereçados Comunicação por meio de pacotes endereçados „ „ O endereçamento pode ser O endereçamento pode ser „ „ Para uma máquina específica ( Para uma máquina específica (unicast unicast) ) „ „ Para todas as máquinas da rede (broadcast) Para todas as máquinas da rede (broadcast) „ „ Para um subconjunto de máquinas da rede ( Para um subconjunto de máquinas da rede (multicast multicast) ) „ „ Redes ponto Redes ponto- -a a- -ponto ponto „ „ Conexões entre pares de máquinas Conexões entre pares de máquinas „ „ Ocorre o Ocorre o roteamento roteamento dos dados dos dados
9 Tecnologia de Transmissão Tecnologia de Transmissão Rede ponto Rede ponto- -a a- -ponto ponto
10 Escala Escala „ „ Redes pessoais Redes pessoais „ „ Redes locais ( Redes locais (LANs LANs – – Local Local Area Networks Area Networks) ) „ „ Redes metropolitanas ( Redes metropolitanas (MANs MANs – – Metropolitan Metropolitan Area Networks Area Networks) ) „ „ Redes de longo alcance ( Redes de longo alcance (WANs WANs – – Wide Area Wide Area Networks Networks) ) „ „ Inter Inter- -Rede (internet) Rede (internet)
11 Redes Locais ( Redes Locais (LANs LANs) ) „ „ As redes locais são normalmente redes privativas As redes locais são normalmente redes privativas que permitem a interconexão de equipamentos que permitem a interconexão de equipamentos presentes em uma pequena região (um prédio ou presentes em uma pequena região (um prédio ou uma universidade ou que tenha poucos uma universidade ou que tenha poucos quilômetros de extensão) quilômetros de extensão)
12 Redes Locais ( Redes Locais (LANs LANs) ) „ „ Possuem 3 características que as distinguem de Possuem 3 características que as distinguem de outras redes outras redes „ „ Tamanho Tamanho „ „ Restrito Restrito → → pior tempo de transmiss pior tempo de transmissã ão o é é conhecido conhecido „ „ Tecnologia de transmissão Tecnologia de transmissão „ „ Cabo conectando todas as máquinas da rede Cabo conectando todas as máquinas da rede „ „ Topologia Topologia „ „ Barramento Barramento „ „ Anel Anel
13 Redes Locais ( Redes Locais (LANs LANs) ) Topologias em Topologias em barramento barramento (a) e em anel (b) (a) e em anel (b)
14 Redes Locais ( Redes Locais (LANs LANs) ) „ „ Em relação a alocação do canal Em relação a alocação do canal „ „ Estáticas Estáticas → → tempo dividido igualmente entre as tempo dividido igualmente entre as m má áquinas quinas „ „ Dinâmicas Dinâmicas → → tempo de transmiss tempo de transmissã ão determinado o determinado por um por um á árbitro ou pelas pr rbitro ou pelas pró óprias m prias má áquinas quinas „ „ Exemplos: Exemplos: „ „ Ethernet / Fast Ethernet Ethernet / Fast Ethernet „ „ Token Bus Token Bus „ „ Token Ring Token Ring „ „ FDDI FDDI „ „ ATM ATM
15 Redes Metropolitanas ( Redes Metropolitanas (MANs MANs) ) „ „ Uma rede metropolitana é basicamente uma Uma rede metropolitana é basicamente uma grande versão de uma LAN onde a distância grande versão de uma LAN onde a distância entre os equipamentos ligados à rede começa a entre os equipamentos ligados à rede começa a atingir distâncias metropolitanas (uma cidade) atingir distâncias metropolitanas (uma cidade) „ „ Exemplos: Exemplos: „ „ Rede de TV a cabo Rede de TV a cabo „ „ RDSI RDSI- -FL (ATM) FL (ATM) „ „ Distributed Queue Dual Bus (DQDB) Distributed Queue Dual Bus (DQDB)
16 Redes Metropolitanas ( Redes Metropolitanas (MANs MANs) ) Rede MAN de TV a cabo Rede MAN de TV a cabo
17 Redes Geograficamente Redes Geograficamente Distribuídas ( Distribuídas (WANs WANs) ) „ „ É uma rede que cobre uma área geográfica É uma rede que cobre uma área geográfica grande, usualmente um país ou continente. Os grande, usualmente um país ou continente. Os hosts hosts da rede são conectados por uma da rede são conectados por uma sub sub- -rede de rede de comunicação comunicação. . „ „ A sub A sub- -rede é composta de dois elementos: linhas de rede é composta de dois elementos: linhas de transmissão e elementos de comutação ( transmissão e elementos de comutação (roteadores roteadores) ) „ „ Exemplos: Exemplos: „ „ X.25 X.25 „ „ SONET/ATM SONET/ATM „ „ Frame Frame Relay Relay „ „ Satélites Satélites
18 Redes Geograficamente Redes Geograficamente Distribuídas ( Distribuídas (WANs WANs) ) Uma rede WAN Uma rede WAN
19 Redes Geograficamente Redes Geograficamente Distribuídas ( Distribuídas (WANs WANs) ) „ „ Quase todas Quase todas as as WANs utilizam WANs utilizam a a tecnologia tecnologia store store- -and and- -forward ( forward (armazenamento armazenamento e e encaminhamento encaminhamento) ) ou comutação ou comutação de de pacotes pacotes „ „ As As decisões decisões de de roteamento são tomadas por cada roteamento são tomadas por cada roteador individualmente roteador individualmente de de acordo acordo com um com um algoritmo algoritmo de de roteamento roteamento
20 Redes Geograficamente Redes Geograficamente Distribuídas ( Distribuídas (WANs WANs) ) Fluxo de pacotes em uma WAN Fluxo de pacotes em uma WAN
21 Redes sem Fio Redes sem Fio „ „ Podem ser divididas em 3 categorias principais Podem ser divididas em 3 categorias principais „ „ Interconexão de sistemas Interconexão de sistemas „ „ Interconexão dos componentes de um computador usando Interconexão dos componentes de um computador usando sinais de rádio de alcance limitado sinais de rádio de alcance limitado „ „ Ex: Ex: Bluetooth Bluetooth „ „ LANs LANs sem fio sem fio „ „ Redes em que os computadores se comunicam por meio de Redes em que os computadores se comunicam por meio de modems modems de rádio e antenas de rádio e antenas „ „ Ex: 802.11 Ex: 802.11
22 Redes sem Fio Redes sem Fio „ „ Podem ser divididas em 3 categorias principais Podem ser divididas em 3 categorias principais „ „ WANs WANs sem fio sem fio „ „ Alcance bem maior e taxa de transmissão bem menor que as Alcance bem maior e taxa de transmissão bem menor que as LANs LANs sem fio sem fio „ „ Ex: Telefonia celular Ex: Telefonia celular „ „ Já existem também as Já existem também as WANs WANs sem fio de alta velocidade sem fio de alta velocidade utilizada para Internet de banda larga utilizada para Internet de banda larga “Os computadores móveis sem fio são “Os computadores móveis sem fio são como banheiros móveis sem tubulação como banheiros móveis sem tubulação – – verdadeiros pinicos portáteis”. verdadeiros pinicos portáteis”. Bob Bob Metacalf Metacalf, Inventor da , Inventor da Ethernet Ethernet, 1995 , 1995
23 Redes Domésticas Redes Domésticas „ „ Idéia Idéia → → no futuro todos os lares estar no futuro todos os lares estarã ão o configurados para redes configurados para redes „ „ Todos os eletrodom Todos os eletrodomé ésticos se comunicar sticos se comunicarã ão e o e estar estarã ão acess o acessí íveis pela Internet veis pela Internet „ „ Computadores, TV, DVD, telefone, microondas, Computadores, TV, DVD, telefone, microondas, geladeira, etc. geladeira, etc. „ „ Redes dom Redes domé ésticas j sticas já á s sã ão uma realidade, de forma o uma realidade, de forma limitada limitada „ „ Compartilhamento de Internet, impressoras, arquivos Compartilhamento de Internet, impressoras, arquivos
24 Redes Domésticas Redes Domésticas „ „ Características Características „ „ De fácil instalação De fácil instalação „ „ A rede e os dispositivos devem ser a prova de falhas A rede e os dispositivos devem ser a prova de falhas em sua operação em sua operação „ „ Preço baixo Preço baixo „ „ Suporte à multimídia (redes velozes) Suporte à multimídia (redes velozes) „ „ Padronização dos dispositivos e fácil expansão Padronização dos dispositivos e fácil expansão „ „ Segurança e confiabilidade Segurança e confiabilidade
25 Inter Inter- -Rede Rede „ „ Interconexão entre diferentes redes Interconexão entre diferentes redes „ „ Usa Usa Gateways Gateways „ „ Conectam duas redes realizando as conversões Conectam duas redes realizando as conversões necessárias de hardware e software necessárias de hardware e software “Quatro ou cinco computadores “Quatro ou cinco computadores devem ser suficientes para o devem ser suficientes para o mundo inteiro até o ano 2000”. mundo inteiro até o ano 2000”. T. J. Watson, Presidente da IBM, 1945 T. J. Watson, Presidente da IBM, 1945
26 Inter Inter- -Rede Rede „ „ Motivação para a Interconexão Motivação para a Interconexão „ „ Cada tecnologia de rede possui suas vantagens Cada tecnologia de rede possui suas vantagens „ „ Diferença no hardware e software Diferença no hardware e software „ „ Redes são escolhidas de forma independente Redes são escolhidas de forma independente „ „ Impossibilidade de se construir uma rede universal com Impossibilidade de se construir uma rede universal com tecnologia única (fatores técnicos e políticos) tecnologia única (fatores técnicos e políticos) „ „ Necessidade de comunicação e troca de informações Necessidade de comunicação e troca de informações entre redes diferentes (as vezes incompatíveis) entre redes diferentes (as vezes incompatíveis) „ „ Necessidade de uma rede única a partir de redes Necessidade de uma rede única a partir de redes diferentes (internet) diferentes (internet)
27 Arquitetura de Redes Arquitetura de Redes „ „ Redes organizadas em camadas Redes organizadas em camadas → redução da → redução da complexidade do projeto complexidade do projeto „ „ Cada camada oferece alguns serviços para as Cada camada oferece alguns serviços para as camadas superiores escondendo os detalhes de camadas superiores escondendo os detalhes de implementação dos serviços implementação dos serviços „ „ A camada A camada n n de uma máquina se comunica com a de uma máquina se comunica com a camada camada n n de outra de outra „ „ As regras e convenções usadas nessa conversação As regras e convenções usadas nessa conversação são conhecidas como o são conhecidas como o protocolo da camada n protocolo da camada n
28 Arquitetura de Redes Arquitetura de Redes „ „ As entidades que ocupam as mesmas camadas em As entidades que ocupam as mesmas camadas em diferentes máquinas são chamadas diferentes máquinas são chamadas pares pares „ „ Na verdade, os dados não são transferidos entre as Na verdade, os dados não são transferidos entre as camadas pares de máquinas diferentes camadas pares de máquinas diferentes „ „ Na máquina transmissora cada camada envia os dados e Na máquina transmissora cada camada envia os dados e as informações de controle para a camada imediatamente as informações de controle para a camada imediatamente inferior a ela inferior a ela „ „ Isso segue até a camada mais baixa Isso segue até a camada mais baixa „ „ Ocorre então a transmissão pelo meio físico Ocorre então a transmissão pelo meio físico „ „ Na máquina receptora ocorre a operação inversa Na máquina receptora ocorre a operação inversa
29 Arquitetura de Redes Arquitetura de Redes Exemplo de uma hierarquia de protocolos com 5 camadas Exemplo de uma hierarquia de protocolos com 5 camadas
30 Arquitetura de Redes Arquitetura de Redes „ „ Entre cada par de camadas adjacentes existe uma Entre cada par de camadas adjacentes existe uma interface interface → define quais os serviços e operações a → define quais os serviços e operações a camada inferior oferece para a camada superior camada inferior oferece para a camada superior „ „ Interfaces devem ser claras Interfaces devem ser claras „ „ Reduz o fluxo de dados Reduz o fluxo de dados „ „ Simplificam a a substituição da implementação da Simplificam a a substituição da implementação da camada camada
31 Arquitetura de Redes Arquitetura de Redes „ „ Camadas pares podem ter implementações Camadas pares podem ter implementações diferentes, mas os serviços oferecidos devem ser diferentes, mas os serviços oferecidos devem ser iguais iguais „ „ Uma rede é composta de uma hierarquia de Uma rede é composta de uma hierarquia de protocolos protocolos „ „ O conjunto de camadas e protocolos é chamado O conjunto de camadas e protocolos é chamado de de arquitetura de rede arquitetura de rede „ „ Sua especificação deve permitir a implementação do Sua especificação deve permitir a implementação do software e hardware para cada camada software e hardware para cada camada
32 Arquitetura de Redes Arquitetura de Redes „ „ Nem os detalhes da implementação nem as Nem os detalhes da implementação nem as especificações das interfaces são partes da especificações das interfaces são partes da arquitetura arquitetura „ „ Pilha de protocolos Pilha de protocolos „ „ Conjunto de protocolos utilizado por um determinado Conjunto de protocolos utilizado por um determinado sistema, um protocolo por camada sistema, um protocolo por camada
33 Arquitetura de Redes Arquitetura de Redes Arquitetura filósofo / tradutor / secretária Arquitetura filósofo / tradutor / secretária
34 Arquitetura de Redes Arquitetura de Redes Fluxo de informação na a arquitetura de 5 camadas Fluxo de informação na a arquitetura de 5 camadas
35 Questões de Projeto Questões de Projeto Relacionadas às Camadas Relacionadas às Camadas „ „ Mecanismo de identificação de receptores e Mecanismo de identificação de receptores e transmissores transmissores → endereçamento → endereçamento „ „ Transferência de dados Transferência de dados „ „ Direção Direção → → Simplex, Simplex, half half- -duplex, duplex, full full- -duplex duplex „ „ Número de canais lógicos e suas prioridades Número de canais lógicos e suas prioridades „ „ Controle de erro Controle de erro „ „ Ordenação das mensagens no receptor Ordenação das mensagens no receptor
36 Questões de Projeto Questões de Projeto Relacionadas às Camadas Relacionadas às Camadas „ „ Velocidade de transmissão dos dados Velocidade de transmissão dos dados „ „ Problema quando a comunicação se dá entre Problema quando a comunicação se dá entre máquinas operando a velocidades diferentes máquinas operando a velocidades diferentes „ „ Permitir fragmentação e remontagem Permitir fragmentação e remontagem „ „ Permitir o uso da mesma conexão por diversos Permitir o uso da mesma conexão por diversos processos processos „ „ Uso de Uso de multiplexação multiplexação e e demultiplexação demultiplexação „ „ Escolha de rotas ( Escolha de rotas (roteamento roteamento) )
37 Serviços Orientados à Conexões e Serviços Orientados à Conexões e Serviços sem Conexão Serviços sem Conexão „ „ Serviço orientado à conexões Serviço orientado à conexões „ „ Analogia com o sistema telefônico Analogia com o sistema telefônico „ „ Deve ser estabelecida uma conexão Deve ser estabelecida uma conexão „ „ A conexão é então utilizada A conexão é então utilizada „ „ E, a conexão é liberada após o uso E, a conexão é liberada após o uso „ „ Na maioria dos casos a ordem de transmissão é Na maioria dos casos a ordem de transmissão é conservada conservada „ „ Pode haver uma negociação entre as partes sobre os Pode haver uma negociação entre as partes sobre os parâmetros da conexão parâmetros da conexão „ „ Tamanho máximo das mensagens, qualidade do serviço, etc. Tamanho máximo das mensagens, qualidade do serviço, etc.
38 Serviços Orientados à Conexões e Serviços Orientados à Conexões e Serviços sem Conexão Serviços sem Conexão „ „ Serviço sem conexão Serviço sem conexão „ „ Analogia aos Correios Analogia aos Correios „ „ Mensagem é endereçada e encaminhada ( Mensagem é endereçada e encaminhada (roteada roteada) no sistema ) no sistema „ „ As mensagens são independentes umas das outras As mensagens são independentes umas das outras „ „ As mensagens podem chegar fora de ordem As mensagens podem chegar fora de ordem
39 Serviços Orientados à Conexões e Serviços Orientados à Conexões e Serviços sem Conexão Serviços sem Conexão „ „ Serviço orientado à conexões confiável Serviço orientado à conexões confiável „ „ Não perdem dados Não perdem dados „ „ Usa estratégia de confirmação de recebimento das Usa estratégia de confirmação de recebimento das mensagens pelo receptor mensagens pelo receptor „ „ Pode gerar atrasos inaceitáveis em alguns casos Pode gerar atrasos inaceitáveis em alguns casos „ „ Pode ser de dois tipos Pode ser de dois tipos „ „ Seqüência de mensagens Seqüência de mensagens „ „ Fluxo de bits Fluxo de bits
40 Serviços Orientados à Conexões e Serviços Orientados à Conexões e Serviços sem Conexão Serviços sem Conexão „ „ Serviços sem conexão Serviços sem conexão „ „ Serviço de Serviço de datagramas datagramas → serviço não confiável → serviço não confiável „ „ Serviço de Serviço de datagramas datagramas com confirmação → serviço com confirmação → serviço confiável confiável „ „ Serviço de solicitação/resposta → serviço confiável Serviço de solicitação/resposta → serviço confiável
41 Primitivas de Serviço Primitivas de Serviço „ „ Um serviço é especificado formalmente por um Um serviço é especificado formalmente por um conjunto de primitivas conjunto de primitivas „ „ São as operações disponíveis para que um processo do São as operações disponíveis para que um processo do usuário acesse um serviço usuário acesse um serviço Primitivas de serviço para implementação de uma conexão simples Primitivas de serviço para implementação de uma conexão simples
42 Primitivas de Serviço Primitivas de Serviço Interação cliente/servidor simples, em uma rede orientada à cone Interação cliente/servidor simples, em uma rede orientada à conexão xão
43 Serviços e Protocolos Serviços e Protocolos „ „ Serviços Serviços „ „ Conjunto de primitivas (operações) que uma camada Conjunto de primitivas (operações) que uma camada oferece à sua camada superior oferece à sua camada superior „ „ Não informa como essas operações são implementadas Não informa como essas operações são implementadas „ „ Protocolo Protocolo „ „ Conjunto de regras que rege a comunicação entre as Conjunto de regras que rege a comunicação entre as camadas pares camadas pares „ „ Define o formato e significado dos pacotes (mensagens Define o formato e significado dos pacotes (mensagens enviadas) enviadas) „ „ O protocolo pode ser alterado, desde que não se O protocolo pode ser alterado, desde que não se alterem os serviços alterem os serviços
44 Interfaces e Serviços Interfaces e Serviços „ „ A função de cada camada é prover serviços a A função de cada camada é prover serviços a camada de nível superior camada de nível superior „ „ Serviços disponíveis em Serviços disponíveis em SAPs SAPs ( (Service Service Access Access Points Points) ) „ „ Cada SAP tem um endereço único que o identifica Cada SAP tem um endereço único que o identifica „ „ Comunicação entre camadas: Comunicação entre camadas: „ „ Entidade da camada Entidade da camada n+1 n+1 passa uma passa uma IDU IDU ( (Inteface Inteface Data Data Unit Unit) para a entidade da camada ) para a entidade da camada n n através do através do SAP SAP „ „ IDU IDU → → SDU SDU ( (Sevice Sevice Data Data Unit Unit) e interfaces de controle ) e interfaces de controle „ „ SDU SDU é a informação passada pela rede para a entidade é a informação passada pela rede para a entidade par e então para a camada par e então para a camada n+1 n+1
45 Interfaces e Serviços Interfaces e Serviços Relação entre camadas em uma interface Relação entre camadas em uma interface
2 Modelos de Referência Modelos de Referência „ „ Modelo OSI Modelo OSI „ „ Modelo válido Modelo válido „ „ Protocolos não mais utilizados Protocolos não mais utilizados „ „ Modelo TCP/IP Modelo TCP/IP „ „ Modelo não mais utilizado Modelo não mais utilizado „ „ Protocolos amplamente utilizados Protocolos amplamente utilizados
3 Modelo OSI Modelo OSI „ „ Proposta da ISO ( Proposta da ISO (International Standards International Standards Organization Organization) para a padronização dos protocolos ) para a padronização dos protocolos utilizados nas diversas camadas de uma arquitetura utilizados nas diversas camadas de uma arquitetura de rede de rede „ „ Trata da interconexão de sistemas abertos Trata da interconexão de sistemas abertos „ „ Possui 7 camadas Possui 7 camadas „ „ OSI = Open OSI = Open Systems Interconnection Systems Interconnection
4 Modelo OSI Modelo OSI „ „ Princípios que levaram a este número de camadas: Princípios que levaram a este número de camadas: „ „ Criação de camada onde há necessidade de maior grau de Criação de camada onde há necessidade de maior grau de abstração abstração „ „ Cada camada deve executar uma função bem definida Cada camada deve executar uma função bem definida „ „ A função da camada deve ser baseada em protocolos A função da camada deve ser baseada em protocolos utilizados internacionalmente utilizados internacionalmente „ „ Limites das camadas → reduzir o fluxo de informações Limites das camadas → reduzir o fluxo de informações transportadas entre as interfaces transportadas entre as interfaces „ „ Funcionalidades distintas não devem ser Funcionalidades distintas não devem ser desnecessariamente colocadas na mesma camada e a desnecessariamente colocadas na mesma camada e a arquitetura não deve ser difícil de controlar arquitetura não deve ser difícil de controlar
5 Modelo OSI Modelo OSI Modelo OSI Modelo OSI
6 Camada Física Camada Física „ „ Objetivo Objetivo → → assegurar o transporte dos dados, assegurar o transporte dos dados, representados por um conjunto de bits via um representados por um conjunto de bits via um meio de transmissão meio de transmissão „ „ Fornece as características mecânicas, elétricas, Fornece as características mecânicas, elétricas, funcionais e de procedimento para ativar, manter e funcionais e de procedimento para ativar, manter e finalizar uma conexão finalizar uma conexão „ „ Garante o envio de uma cadeia de bits sem se Garante o envio de uma cadeia de bits sem se preocupar com o seu significado preocupar com o seu significado „ „ Não é função desse nível tratar problemas como erros de Não é função desse nível tratar problemas como erros de transmissão transmissão
7 Camada Física Camada Física „ „ São definidos: São definidos: „ „ A forma de representar os bits A forma de representar os bits „ „ A que taxa deve A que taxa deve- -se transmitir (9600bps, 10Mbps) se transmitir (9600bps, 10Mbps) „ „ Se a comunicação é Se a comunicação é half half ou ou full full- -duplex duplex „ „ Tipo de codificação Tipo de codificação „ „ Significados dos pinos dos conectores Significados dos pinos dos conectores
8 Camada de Enlace de Dados Camada de Enlace de Dados „ „ Objetivo Objetivo → transmitir quadros entre duas → transmitir quadros entre duas máquinas ligadas diretamente, transformando o máquinas ligadas diretamente, transformando o canal em um enlace de dados confiável canal em um enlace de dados confiável „ „ Divide os dados em quadros de dados e os envia Divide os dados em quadros de dados e os envia seqüencialmente seqüencialmente „ „ Se o serviço for confiável teremos quadros de confirmação Se o serviço for confiável teremos quadros de confirmação „ „ Regula o tráfego Regula o tráfego „ „ Detecta e e opcionalmente pode corrigir erros Detecta e e opcionalmente pode corrigir erros ocorridos na camada física ocorridos na camada física
9 Camada de Rede Camada de Rede „ „ Objetivo Objetivo → encaminhar ( → encaminhar (rotear rotear) pacotes entre a ) pacotes entre a máquina origem e a máquina destino máquina origem e a máquina destino „ „ O O roteamento roteamento pode ser estático ou dinâmico pode ser estático ou dinâmico „ „ Realiza o controle de congestionamento Realiza o controle de congestionamento „ „ Tem que permitir que redes heterogêneas se Tem que permitir que redes heterogêneas se comuniquem comuniquem „ „ Endereçamento Endereçamento „ „ Tamanho dos pacotes Tamanho dos pacotes „ „ Protocolos Protocolos
10 Camada de Transporte Camada de Transporte „ „ Objetivo Objetivo → efetua a comunicação fim → efetua a comunicação fim- -a a- -fim entre fim entre processos, normalmente adicionando valor ao processos, normalmente adicionando valor ao serviço de rede oferecido serviço de rede oferecido „ „ permite a transfer permite a transferê ência de informa ncia de informaçõ ções do sistema es do sistema emissor ao sistema receptor de forma confi emissor ao sistema receptor de forma confiá ável e vel e econ econô ômica, independentemente da natureza da mica, independentemente da natureza da informa informaçã ção ou das redes suportando a comunica o ou das redes suportando a comunicaçã ção o „ „ É É uma camada fim uma camada fim- -a a- -fim, ligando a origem ao destino fim, ligando a origem ao destino „ „ Define o tipo de servi Define o tipo de serviç ço oferecido quando a conex o oferecido quando a conexã ão o é é estabelecida estabelecida
11 Camadas de Sessão e Apresentação Camadas de Sessão e Apresentação „ „ Camada de Sessão Camada de Sessão „ „ Objetivo Objetivo → controlar quem fala e quando, entre → controlar quem fala e quando, entre origem e destino origem e destino „ „ Camada de Apresentação Camada de Apresentação „ „ Objetivo Objetivo → transformar a sintaxe dos dados (forma de → transformar a sintaxe dos dados (forma de representação) sem afetar a semântica (mapeamento de representação) sem afetar a semântica (mapeamento de caracteres, criptografia, compressão, etc.) caracteres, criptografia, compressão, etc.)
12 Camada de Aplicação Camada de Aplicação „ „ C Compõe ompõe- -se de várias aplicações, cada uma com seu se de várias aplicações, cada uma com seu respectivo protocolo, para implementar os serviços respectivo protocolo, para implementar os serviços de mais alto nível na rede (transferência de de mais alto nível na rede (transferência de arquivos, arquivos, email email, WEB, IRC) , WEB, IRC) „ „ É nessa camada que o usuário interage É nessa camada que o usuário interage
13 Transmissão de dados no Modelo OSI Transmissão de dados no Modelo OSI
14 Modelo TCP/IP Modelo TCP/IP „ „ Arquitetura voltada para a interconexão de redes Arquitetura voltada para a interconexão de redes heterogêneas heterogêneas „ „ O nome TCP/IP se deve ao protocolos TCP e O nome TCP/IP se deve ao protocolos TCP e IP, que são os dois protocolos primários dessa IP, que são os dois protocolos primários dessa arquitetura arquitetura „ „ Composto por 4 camadas Composto por 4 camadas
15 Modelo TCP/IP Modelo TCP/IP Modelo OSI e modelo TCP/IP Modelo OSI e modelo TCP/IP
16 Camada de Rede (ou Inter Camada de Rede (ou Inter- -Rede) Rede) „ „ Esta camada integra toda a arquitetura da inter Esta camada integra toda a arquitetura da inter- -rede rede „ „ Faz a interligação de redes sem conexão Faz a interligação de redes sem conexão „ „ Tem o objetivo de Tem o objetivo de rotear rotear as mensagens entre as mensagens entre hosts hosts, , ocultando os problema inerentes aos protocolos ocultando os problema inerentes aos protocolos utilizados e aos tamanhos dos pacotes utilizados e aos tamanhos dos pacotes „ „ Essa camada tem a mesma função da camada de Essa camada tem a mesma função da camada de rede do modelo OSI rede do modelo OSI „ „ O protocolo comumente utilizado é o IP (Internet O protocolo comumente utilizado é o IP (Internet Protocol Protocol) )
17 Camada de Transporte Camada de Transporte „ „ Permite que entidades pares mantenham uma Permite que entidades pares mantenham uma conversação (como na camada de transporte do conversação (como na camada de transporte do modelo OSI) modelo OSI) „ „ Possui dois protocolos → TCP e UDP Possui dois protocolos → TCP e UDP „ „ TCP ( TCP (Tranmission Control Protocol Tranmission Control Protocol – – Protocolo Protocolo de Controle de Transmissão) de Controle de Transmissão) „ „ Protocolo orientado a conexões confiável Protocolo orientado a conexões confiável „ „ Permite a entrega se erros de um fluxo de bits entre Permite a entrega se erros de um fluxo de bits entre hosts hosts
18 Camada de Transporte Camada de Transporte „ „ UDP ( UDP (User Datagram Protocol User Datagram Protocol – – Protocolo de Protocolo de Datagrama Datagrama do Usuário) do Usuário) „ „ Protocolo sem conexão e não Protocolo sem conexão e não- -confiável confiável „ „ Para aplicações que não desejam controle de fluxo e Para aplicações que não desejam controle de fluxo e sequenciamento sequenciamento das mensagens das mensagens „ „ Para casos em que a entrega imediata é mais importante Para casos em que a entrega imediata é mais importante que a entrega precisa que a entrega precisa „ „ Transmissão de Transmissão de aúdio aúdio e vídeo e vídeo
19 Camadas de Aplicação e Camadas de Aplicação e Host Host/Rede /Rede „ „ Camada de Aplicação Camada de Aplicação „ „ Contém os protocolos de alto nível, tais como FTP, Contém os protocolos de alto nível, tais como FTP, Telnet Telnet e SMTP e SMTP „ „ Camada de Acesso ao Meio (ou Camada de Acesso ao Meio (ou Host Host/Rede) /Rede) „ „ O modelo TCP/IP não faz nenhuma especificação a O modelo TCP/IP não faz nenhuma especificação a respeito desta camada. respeito desta camada.
20 Modelo TCP/IP Modelo TCP/IP Protocolos e redes usadas no modelo TCP/IP Protocolos e redes usadas no modelo TCP/IP
21 OSI x TCP/IP OSI x TCP/IP „ „ OSI OSI „ „ O modelo foi concebido antes dos protocolos O modelo foi concebido antes dos protocolos „ „ Possui 7 camadas Possui 7 camadas „ „ Na camada de rede pode existir serviços orientados a Na camada de rede pode existir serviços orientados a conexão e sem conexão conexão e sem conexão „ „ Na camada de transporte só existe serviço orientado a Na camada de transporte só existe serviço orientado a conexão conexão
22 OSI x TCP/IP OSI x TCP/IP „ „ TCP/IP TCP/IP „ „ Os protocolos foram concebidos antes do modelo Os protocolos foram concebidos antes do modelo „ „ Possui 4 camadas Possui 4 camadas „ „ Na camada de rede só existe serviço sem conexão Na camada de rede só existe serviço sem conexão „ „ Na camada de transporte pode existir serviços Na camada de transporte pode existir serviços orientados a conexão e sem conexão orientados a conexão e sem conexão
23 Modelo de Referência Híbrido Modelo de Referência Híbrido
24 [Atividades] [Atividades] „ „ É sugerido a resolução dos seguintes problemas É sugerido a resolução dos seguintes problemas do capítulo 1 do livro do do capítulo 1 do livro do Tanenbaum Tanenbaum „ „ 11, 12, 13, 14, 15, 16, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 28 11, 12, 13, 14, 15, 16, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 28 „ „ Também deve ser estudado todo o assunto visto Também deve ser estudado todo o assunto visto na aula, pois existem informações que não estão na aula, pois existem informações que não estão contidas nessas questões contidas nessas questões „ „ É recomendado ler o capítulo inteiro, pois ele É recomendado ler o capítulo inteiro, pois ele possui outras informações relevantes que não possui outras informações relevantes que não foram abordadas na aula foram abordadas na aula

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Introducao redes

  • 1.
  • 2.
    2 Rede de Computadores Redede Computadores Uma rede de computadores é formada por um conjunto Uma rede de computadores é formada por um conjunto de módulos processadores capazes de trocar informações de módulos processadores capazes de trocar informações e compartilhar recursos, interligados por um sistema de e compartilhar recursos, interligados por um sistema de comunicação (meios de transmissão e protocolos comunicação (meios de transmissão e protocolos) ). .
  • 3.
    3 Motivação para oUso de Redes Motivação para o Uso de Redes „ „ Aplicações comerciais Aplicações comerciais „ „ Compartilhamento de recursos Compartilhamento de recursos „ „ Alta confiabilidade por meio de replicação de fontes de Alta confiabilidade por meio de replicação de fontes de dados dados „ „ Economia de dinheiro Economia de dinheiro „ „ Meio de comunicação eficiente entre os empregados da Meio de comunicação eficiente entre os empregados da empresa empresa „ „ Comércio eletrônico Comércio eletrônico
  • 4.
    4 Motivação para oUso de Redes Motivação para o Uso de Redes Sistema Cliente/Servidor Sistema Cliente/Servidor Comunicação em um sistema Cliente/Servidor Comunicação em um sistema Cliente/Servidor
  • 5.
    5 Motivação para oUso de Redes Motivação para o Uso de Redes „ „ Usuários domésticos (com a internet) Usuários domésticos (com a internet) „ „ Acesso a informações remotas Acesso a informações remotas „ „ Comunicação entre as pessoas ( Comunicação entre as pessoas (email email, , chat chat, , VoIP VoIP, etc.) , etc.) „ „ Entretenimento interativo Entretenimento interativo „ „ Comércio eletrônico (e Comércio eletrônico (e- -shop shop, e , e- -banking banking, leilões, etc.) , leilões, etc.) „ „ Jogos Jogos “Não há nenhuma razão para qualquer “Não há nenhuma razão para qualquer indivíduo ter um computador em casa”. indivíduo ter um computador em casa”. Ken Ken Olsen Olsen, Presidente da Digital , Presidente da Digital Equipment Equipment Co., 1977 Co., 1977
  • 6.
    6 Motivação para oUso de Redes Motivação para o Uso de Redes „ „ Usuários móveis Usuários móveis „ „ Conectividade independente da localização (escritório Conectividade independente da localização (escritório portátil) portátil) „ „ Acompanhamento da produção/serviços Acompanhamento da produção/serviços „ „ Comércio eletrônico Comércio eletrônico
  • 7.
    7 Classificação de Redes Classificaçãode Redes „ „ Critérios de classificação Critérios de classificação „ „ Tecnologia de transmissão Tecnologia de transmissão „ „ Escala Escala
  • 8.
    8 Tecnologia de Transmissão Tecnologiade Transmissão „ „ Redes de difusão (broadcast) Redes de difusão (broadcast) „ „ Todas as máquinas compartilham um único canal Todas as máquinas compartilham um único canal „ „ Comunicação por meio de pacotes endereçados Comunicação por meio de pacotes endereçados „ „ O endereçamento pode ser O endereçamento pode ser „ „ Para uma máquina específica ( Para uma máquina específica (unicast unicast) ) „ „ Para todas as máquinas da rede (broadcast) Para todas as máquinas da rede (broadcast) „ „ Para um subconjunto de máquinas da rede ( Para um subconjunto de máquinas da rede (multicast multicast) ) „ „ Redes ponto Redes ponto- -a a- -ponto ponto „ „ Conexões entre pares de máquinas Conexões entre pares de máquinas „ „ Ocorre o Ocorre o roteamento roteamento dos dados dos dados
  • 9.
    9 Tecnologia de Transmissão Tecnologiade Transmissão Rede ponto Rede ponto- -a a- -ponto ponto
  • 10.
    10 Escala Escala „ „ Redes pessoais Redespessoais „ „ Redes locais ( Redes locais (LANs LANs – – Local Local Area Networks Area Networks) ) „ „ Redes metropolitanas ( Redes metropolitanas (MANs MANs – – Metropolitan Metropolitan Area Networks Area Networks) ) „ „ Redes de longo alcance ( Redes de longo alcance (WANs WANs – – Wide Area Wide Area Networks Networks) ) „ „ Inter Inter- -Rede (internet) Rede (internet)
  • 11.
    11 Redes Locais ( RedesLocais (LANs LANs) ) „ „ As redes locais são normalmente redes privativas As redes locais são normalmente redes privativas que permitem a interconexão de equipamentos que permitem a interconexão de equipamentos presentes em uma pequena região (um prédio ou presentes em uma pequena região (um prédio ou uma universidade ou que tenha poucos uma universidade ou que tenha poucos quilômetros de extensão) quilômetros de extensão)
  • 12.
    12 Redes Locais ( RedesLocais (LANs LANs) ) „ „ Possuem 3 características que as distinguem de Possuem 3 características que as distinguem de outras redes outras redes „ „ Tamanho Tamanho „ „ Restrito Restrito → → pior tempo de transmiss pior tempo de transmissã ão o é é conhecido conhecido „ „ Tecnologia de transmissão Tecnologia de transmissão „ „ Cabo conectando todas as máquinas da rede Cabo conectando todas as máquinas da rede „ „ Topologia Topologia „ „ Barramento Barramento „ „ Anel Anel
  • 13.
    13 Redes Locais ( RedesLocais (LANs LANs) ) Topologias em Topologias em barramento barramento (a) e em anel (b) (a) e em anel (b)
  • 14.
    14 Redes Locais ( RedesLocais (LANs LANs) ) „ „ Em relação a alocação do canal Em relação a alocação do canal „ „ Estáticas Estáticas → → tempo dividido igualmente entre as tempo dividido igualmente entre as m má áquinas quinas „ „ Dinâmicas Dinâmicas → → tempo de transmiss tempo de transmissã ão determinado o determinado por um por um á árbitro ou pelas pr rbitro ou pelas pró óprias m prias má áquinas quinas „ „ Exemplos: Exemplos: „ „ Ethernet / Fast Ethernet Ethernet / Fast Ethernet „ „ Token Bus Token Bus „ „ Token Ring Token Ring „ „ FDDI FDDI „ „ ATM ATM
  • 15.
    15 Redes Metropolitanas ( RedesMetropolitanas (MANs MANs) ) „ „ Uma rede metropolitana é basicamente uma Uma rede metropolitana é basicamente uma grande versão de uma LAN onde a distância grande versão de uma LAN onde a distância entre os equipamentos ligados à rede começa a entre os equipamentos ligados à rede começa a atingir distâncias metropolitanas (uma cidade) atingir distâncias metropolitanas (uma cidade) „ „ Exemplos: Exemplos: „ „ Rede de TV a cabo Rede de TV a cabo „ „ RDSI RDSI- -FL (ATM) FL (ATM) „ „ Distributed Queue Dual Bus (DQDB) Distributed Queue Dual Bus (DQDB)
  • 16.
    16 Redes Metropolitanas ( RedesMetropolitanas (MANs MANs) ) Rede MAN de TV a cabo Rede MAN de TV a cabo
  • 17.
    17 Redes Geograficamente Redes Geograficamente Distribuídas( Distribuídas (WANs WANs) ) „ „ É uma rede que cobre uma área geográfica É uma rede que cobre uma área geográfica grande, usualmente um país ou continente. Os grande, usualmente um país ou continente. Os hosts hosts da rede são conectados por uma da rede são conectados por uma sub sub- -rede de rede de comunicação comunicação. . „ „ A sub A sub- -rede é composta de dois elementos: linhas de rede é composta de dois elementos: linhas de transmissão e elementos de comutação ( transmissão e elementos de comutação (roteadores roteadores) ) „ „ Exemplos: Exemplos: „ „ X.25 X.25 „ „ SONET/ATM SONET/ATM „ „ Frame Frame Relay Relay „ „ Satélites Satélites
  • 18.
    18 Redes Geograficamente Redes Geograficamente Distribuídas( Distribuídas (WANs WANs) ) Uma rede WAN Uma rede WAN
  • 19.
    19 Redes Geograficamente Redes Geograficamente Distribuídas( Distribuídas (WANs WANs) ) „ „ Quase todas Quase todas as as WANs utilizam WANs utilizam a a tecnologia tecnologia store store- -and and- -forward ( forward (armazenamento armazenamento e e encaminhamento encaminhamento) ) ou comutação ou comutação de de pacotes pacotes „ „ As As decisões decisões de de roteamento são tomadas por cada roteamento são tomadas por cada roteador individualmente roteador individualmente de de acordo acordo com um com um algoritmo algoritmo de de roteamento roteamento
  • 20.
    20 Redes Geograficamente Redes Geograficamente Distribuídas( Distribuídas (WANs WANs) ) Fluxo de pacotes em uma WAN Fluxo de pacotes em uma WAN
  • 21.
    21 Redes sem Fio Redessem Fio „ „ Podem ser divididas em 3 categorias principais Podem ser divididas em 3 categorias principais „ „ Interconexão de sistemas Interconexão de sistemas „ „ Interconexão dos componentes de um computador usando Interconexão dos componentes de um computador usando sinais de rádio de alcance limitado sinais de rádio de alcance limitado „ „ Ex: Ex: Bluetooth Bluetooth „ „ LANs LANs sem fio sem fio „ „ Redes em que os computadores se comunicam por meio de Redes em que os computadores se comunicam por meio de modems modems de rádio e antenas de rádio e antenas „ „ Ex: 802.11 Ex: 802.11
  • 22.
    22 Redes sem Fio Redessem Fio „ „ Podem ser divididas em 3 categorias principais Podem ser divididas em 3 categorias principais „ „ WANs WANs sem fio sem fio „ „ Alcance bem maior e taxa de transmissão bem menor que as Alcance bem maior e taxa de transmissão bem menor que as LANs LANs sem fio sem fio „ „ Ex: Telefonia celular Ex: Telefonia celular „ „ Já existem também as Já existem também as WANs WANs sem fio de alta velocidade sem fio de alta velocidade utilizada para Internet de banda larga utilizada para Internet de banda larga “Os computadores móveis sem fio são “Os computadores móveis sem fio são como banheiros móveis sem tubulação como banheiros móveis sem tubulação – – verdadeiros pinicos portáteis”. verdadeiros pinicos portáteis”. Bob Bob Metacalf Metacalf, Inventor da , Inventor da Ethernet Ethernet, 1995 , 1995
  • 23.
    23 Redes Domésticas Redes Domésticas „ „Idéia Idéia → → no futuro todos os lares estar no futuro todos os lares estarã ão o configurados para redes configurados para redes „ „ Todos os eletrodom Todos os eletrodomé ésticos se comunicar sticos se comunicarã ão e o e estar estarã ão acess o acessí íveis pela Internet veis pela Internet „ „ Computadores, TV, DVD, telefone, microondas, Computadores, TV, DVD, telefone, microondas, geladeira, etc. geladeira, etc. „ „ Redes dom Redes domé ésticas j sticas já á s sã ão uma realidade, de forma o uma realidade, de forma limitada limitada „ „ Compartilhamento de Internet, impressoras, arquivos Compartilhamento de Internet, impressoras, arquivos
  • 24.
    24 Redes Domésticas Redes Domésticas „ „Características Características „ „ De fácil instalação De fácil instalação „ „ A rede e os dispositivos devem ser a prova de falhas A rede e os dispositivos devem ser a prova de falhas em sua operação em sua operação „ „ Preço baixo Preço baixo „ „ Suporte à multimídia (redes velozes) Suporte à multimídia (redes velozes) „ „ Padronização dos dispositivos e fácil expansão Padronização dos dispositivos e fácil expansão „ „ Segurança e confiabilidade Segurança e confiabilidade
  • 25.
    25 Inter Inter- -Rede Rede „ „ Interconexão entrediferentes redes Interconexão entre diferentes redes „ „ Usa Usa Gateways Gateways „ „ Conectam duas redes realizando as conversões Conectam duas redes realizando as conversões necessárias de hardware e software necessárias de hardware e software “Quatro ou cinco computadores “Quatro ou cinco computadores devem ser suficientes para o devem ser suficientes para o mundo inteiro até o ano 2000”. mundo inteiro até o ano 2000”. T. J. Watson, Presidente da IBM, 1945 T. J. Watson, Presidente da IBM, 1945
  • 26.
    26 Inter Inter- -Rede Rede „ „ Motivação paraa Interconexão Motivação para a Interconexão „ „ Cada tecnologia de rede possui suas vantagens Cada tecnologia de rede possui suas vantagens „ „ Diferença no hardware e software Diferença no hardware e software „ „ Redes são escolhidas de forma independente Redes são escolhidas de forma independente „ „ Impossibilidade de se construir uma rede universal com Impossibilidade de se construir uma rede universal com tecnologia única (fatores técnicos e políticos) tecnologia única (fatores técnicos e políticos) „ „ Necessidade de comunicação e troca de informações Necessidade de comunicação e troca de informações entre redes diferentes (as vezes incompatíveis) entre redes diferentes (as vezes incompatíveis) „ „ Necessidade de uma rede única a partir de redes Necessidade de uma rede única a partir de redes diferentes (internet) diferentes (internet)
  • 27.
    27 Arquitetura de Redes Arquiteturade Redes „ „ Redes organizadas em camadas Redes organizadas em camadas → redução da → redução da complexidade do projeto complexidade do projeto „ „ Cada camada oferece alguns serviços para as Cada camada oferece alguns serviços para as camadas superiores escondendo os detalhes de camadas superiores escondendo os detalhes de implementação dos serviços implementação dos serviços „ „ A camada A camada n n de uma máquina se comunica com a de uma máquina se comunica com a camada camada n n de outra de outra „ „ As regras e convenções usadas nessa conversação As regras e convenções usadas nessa conversação são conhecidas como o são conhecidas como o protocolo da camada n protocolo da camada n
  • 28.
    28 Arquitetura de Redes Arquiteturade Redes „ „ As entidades que ocupam as mesmas camadas em As entidades que ocupam as mesmas camadas em diferentes máquinas são chamadas diferentes máquinas são chamadas pares pares „ „ Na verdade, os dados não são transferidos entre as Na verdade, os dados não são transferidos entre as camadas pares de máquinas diferentes camadas pares de máquinas diferentes „ „ Na máquina transmissora cada camada envia os dados e Na máquina transmissora cada camada envia os dados e as informações de controle para a camada imediatamente as informações de controle para a camada imediatamente inferior a ela inferior a ela „ „ Isso segue até a camada mais baixa Isso segue até a camada mais baixa „ „ Ocorre então a transmissão pelo meio físico Ocorre então a transmissão pelo meio físico „ „ Na máquina receptora ocorre a operação inversa Na máquina receptora ocorre a operação inversa
  • 29.
    29 Arquitetura de Redes Arquiteturade Redes Exemplo de uma hierarquia de protocolos com 5 camadas Exemplo de uma hierarquia de protocolos com 5 camadas
  • 30.
    30 Arquitetura de Redes Arquiteturade Redes „ „ Entre cada par de camadas adjacentes existe uma Entre cada par de camadas adjacentes existe uma interface interface → define quais os serviços e operações a → define quais os serviços e operações a camada inferior oferece para a camada superior camada inferior oferece para a camada superior „ „ Interfaces devem ser claras Interfaces devem ser claras „ „ Reduz o fluxo de dados Reduz o fluxo de dados „ „ Simplificam a a substituição da implementação da Simplificam a a substituição da implementação da camada camada
  • 31.
    31 Arquitetura de Redes Arquiteturade Redes „ „ Camadas pares podem ter implementações Camadas pares podem ter implementações diferentes, mas os serviços oferecidos devem ser diferentes, mas os serviços oferecidos devem ser iguais iguais „ „ Uma rede é composta de uma hierarquia de Uma rede é composta de uma hierarquia de protocolos protocolos „ „ O conjunto de camadas e protocolos é chamado O conjunto de camadas e protocolos é chamado de de arquitetura de rede arquitetura de rede „ „ Sua especificação deve permitir a implementação do Sua especificação deve permitir a implementação do software e hardware para cada camada software e hardware para cada camada
  • 32.
    32 Arquitetura de Redes Arquiteturade Redes „ „ Nem os detalhes da implementação nem as Nem os detalhes da implementação nem as especificações das interfaces são partes da especificações das interfaces são partes da arquitetura arquitetura „ „ Pilha de protocolos Pilha de protocolos „ „ Conjunto de protocolos utilizado por um determinado Conjunto de protocolos utilizado por um determinado sistema, um protocolo por camada sistema, um protocolo por camada
  • 33.
    33 Arquitetura de Redes Arquiteturade Redes Arquitetura filósofo / tradutor / secretária Arquitetura filósofo / tradutor / secretária
  • 34.
    34 Arquitetura de Redes Arquiteturade Redes Fluxo de informação na a arquitetura de 5 camadas Fluxo de informação na a arquitetura de 5 camadas
  • 35.
    35 Questões de Projeto Questõesde Projeto Relacionadas às Camadas Relacionadas às Camadas „ „ Mecanismo de identificação de receptores e Mecanismo de identificação de receptores e transmissores transmissores → endereçamento → endereçamento „ „ Transferência de dados Transferência de dados „ „ Direção Direção → → Simplex, Simplex, half half- -duplex, duplex, full full- -duplex duplex „ „ Número de canais lógicos e suas prioridades Número de canais lógicos e suas prioridades „ „ Controle de erro Controle de erro „ „ Ordenação das mensagens no receptor Ordenação das mensagens no receptor
  • 36.
    36 Questões de Projeto Questõesde Projeto Relacionadas às Camadas Relacionadas às Camadas „ „ Velocidade de transmissão dos dados Velocidade de transmissão dos dados „ „ Problema quando a comunicação se dá entre Problema quando a comunicação se dá entre máquinas operando a velocidades diferentes máquinas operando a velocidades diferentes „ „ Permitir fragmentação e remontagem Permitir fragmentação e remontagem „ „ Permitir o uso da mesma conexão por diversos Permitir o uso da mesma conexão por diversos processos processos „ „ Uso de Uso de multiplexação multiplexação e e demultiplexação demultiplexação „ „ Escolha de rotas ( Escolha de rotas (roteamento roteamento) )
  • 37.
    37 Serviços Orientados àConexões e Serviços Orientados à Conexões e Serviços sem Conexão Serviços sem Conexão „ „ Serviço orientado à conexões Serviço orientado à conexões „ „ Analogia com o sistema telefônico Analogia com o sistema telefônico „ „ Deve ser estabelecida uma conexão Deve ser estabelecida uma conexão „ „ A conexão é então utilizada A conexão é então utilizada „ „ E, a conexão é liberada após o uso E, a conexão é liberada após o uso „ „ Na maioria dos casos a ordem de transmissão é Na maioria dos casos a ordem de transmissão é conservada conservada „ „ Pode haver uma negociação entre as partes sobre os Pode haver uma negociação entre as partes sobre os parâmetros da conexão parâmetros da conexão „ „ Tamanho máximo das mensagens, qualidade do serviço, etc. Tamanho máximo das mensagens, qualidade do serviço, etc.
  • 38.
    38 Serviços Orientados àConexões e Serviços Orientados à Conexões e Serviços sem Conexão Serviços sem Conexão „ „ Serviço sem conexão Serviço sem conexão „ „ Analogia aos Correios Analogia aos Correios „ „ Mensagem é endereçada e encaminhada ( Mensagem é endereçada e encaminhada (roteada roteada) no sistema ) no sistema „ „ As mensagens são independentes umas das outras As mensagens são independentes umas das outras „ „ As mensagens podem chegar fora de ordem As mensagens podem chegar fora de ordem
  • 39.
    39 Serviços Orientados àConexões e Serviços Orientados à Conexões e Serviços sem Conexão Serviços sem Conexão „ „ Serviço orientado à conexões confiável Serviço orientado à conexões confiável „ „ Não perdem dados Não perdem dados „ „ Usa estratégia de confirmação de recebimento das Usa estratégia de confirmação de recebimento das mensagens pelo receptor mensagens pelo receptor „ „ Pode gerar atrasos inaceitáveis em alguns casos Pode gerar atrasos inaceitáveis em alguns casos „ „ Pode ser de dois tipos Pode ser de dois tipos „ „ Seqüência de mensagens Seqüência de mensagens „ „ Fluxo de bits Fluxo de bits
  • 40.
    40 Serviços Orientados àConexões e Serviços Orientados à Conexões e Serviços sem Conexão Serviços sem Conexão „ „ Serviços sem conexão Serviços sem conexão „ „ Serviço de Serviço de datagramas datagramas → serviço não confiável → serviço não confiável „ „ Serviço de Serviço de datagramas datagramas com confirmação → serviço com confirmação → serviço confiável confiável „ „ Serviço de solicitação/resposta → serviço confiável Serviço de solicitação/resposta → serviço confiável
  • 41.
    41 Primitivas de Serviço Primitivasde Serviço „ „ Um serviço é especificado formalmente por um Um serviço é especificado formalmente por um conjunto de primitivas conjunto de primitivas „ „ São as operações disponíveis para que um processo do São as operações disponíveis para que um processo do usuário acesse um serviço usuário acesse um serviço Primitivas de serviço para implementação de uma conexão simples Primitivas de serviço para implementação de uma conexão simples
  • 42.
    42 Primitivas de Serviço Primitivasde Serviço Interação cliente/servidor simples, em uma rede orientada à cone Interação cliente/servidor simples, em uma rede orientada à conexão xão
  • 43.
    43 Serviços e Protocolos Serviçose Protocolos „ „ Serviços Serviços „ „ Conjunto de primitivas (operações) que uma camada Conjunto de primitivas (operações) que uma camada oferece à sua camada superior oferece à sua camada superior „ „ Não informa como essas operações são implementadas Não informa como essas operações são implementadas „ „ Protocolo Protocolo „ „ Conjunto de regras que rege a comunicação entre as Conjunto de regras que rege a comunicação entre as camadas pares camadas pares „ „ Define o formato e significado dos pacotes (mensagens Define o formato e significado dos pacotes (mensagens enviadas) enviadas) „ „ O protocolo pode ser alterado, desde que não se O protocolo pode ser alterado, desde que não se alterem os serviços alterem os serviços
  • 44.
    44 Interfaces e Serviços Interfacese Serviços „ „ A função de cada camada é prover serviços a A função de cada camada é prover serviços a camada de nível superior camada de nível superior „ „ Serviços disponíveis em Serviços disponíveis em SAPs SAPs ( (Service Service Access Access Points Points) ) „ „ Cada SAP tem um endereço único que o identifica Cada SAP tem um endereço único que o identifica „ „ Comunicação entre camadas: Comunicação entre camadas: „ „ Entidade da camada Entidade da camada n+1 n+1 passa uma passa uma IDU IDU ( (Inteface Inteface Data Data Unit Unit) para a entidade da camada ) para a entidade da camada n n através do através do SAP SAP „ „ IDU IDU → → SDU SDU ( (Sevice Sevice Data Data Unit Unit) e interfaces de controle ) e interfaces de controle „ „ SDU SDU é a informação passada pela rede para a entidade é a informação passada pela rede para a entidade par e então para a camada par e então para a camada n+1 n+1
  • 45.
    45 Interfaces e Serviços Interfacese Serviços Relação entre camadas em uma interface Relação entre camadas em uma interface
  • 46.
    2 Modelos de Referência Modelosde Referência „ „ Modelo OSI Modelo OSI „ „ Modelo válido Modelo válido „ „ Protocolos não mais utilizados Protocolos não mais utilizados „ „ Modelo TCP/IP Modelo TCP/IP „ „ Modelo não mais utilizado Modelo não mais utilizado „ „ Protocolos amplamente utilizados Protocolos amplamente utilizados
  • 47.
    3 Modelo OSI Modelo OSI „ „Proposta da ISO ( Proposta da ISO (International Standards International Standards Organization Organization) para a padronização dos protocolos ) para a padronização dos protocolos utilizados nas diversas camadas de uma arquitetura utilizados nas diversas camadas de uma arquitetura de rede de rede „ „ Trata da interconexão de sistemas abertos Trata da interconexão de sistemas abertos „ „ Possui 7 camadas Possui 7 camadas „ „ OSI = Open OSI = Open Systems Interconnection Systems Interconnection
  • 48.
    4 Modelo OSI Modelo OSI „ „Princípios que levaram a este número de camadas: Princípios que levaram a este número de camadas: „ „ Criação de camada onde há necessidade de maior grau de Criação de camada onde há necessidade de maior grau de abstração abstração „ „ Cada camada deve executar uma função bem definida Cada camada deve executar uma função bem definida „ „ A função da camada deve ser baseada em protocolos A função da camada deve ser baseada em protocolos utilizados internacionalmente utilizados internacionalmente „ „ Limites das camadas → reduzir o fluxo de informações Limites das camadas → reduzir o fluxo de informações transportadas entre as interfaces transportadas entre as interfaces „ „ Funcionalidades distintas não devem ser Funcionalidades distintas não devem ser desnecessariamente colocadas na mesma camada e a desnecessariamente colocadas na mesma camada e a arquitetura não deve ser difícil de controlar arquitetura não deve ser difícil de controlar
  • 49.
  • 50.
    6 Camada Física Camada Física „ „Objetivo Objetivo → → assegurar o transporte dos dados, assegurar o transporte dos dados, representados por um conjunto de bits via um representados por um conjunto de bits via um meio de transmissão meio de transmissão „ „ Fornece as características mecânicas, elétricas, Fornece as características mecânicas, elétricas, funcionais e de procedimento para ativar, manter e funcionais e de procedimento para ativar, manter e finalizar uma conexão finalizar uma conexão „ „ Garante o envio de uma cadeia de bits sem se Garante o envio de uma cadeia de bits sem se preocupar com o seu significado preocupar com o seu significado „ „ Não é função desse nível tratar problemas como erros de Não é função desse nível tratar problemas como erros de transmissão transmissão
  • 51.
    7 Camada Física Camada Física „ „São definidos: São definidos: „ „ A forma de representar os bits A forma de representar os bits „ „ A que taxa deve A que taxa deve- -se transmitir (9600bps, 10Mbps) se transmitir (9600bps, 10Mbps) „ „ Se a comunicação é Se a comunicação é half half ou ou full full- -duplex duplex „ „ Tipo de codificação Tipo de codificação „ „ Significados dos pinos dos conectores Significados dos pinos dos conectores
  • 52.
    8 Camada de Enlacede Dados Camada de Enlace de Dados „ „ Objetivo Objetivo → transmitir quadros entre duas → transmitir quadros entre duas máquinas ligadas diretamente, transformando o máquinas ligadas diretamente, transformando o canal em um enlace de dados confiável canal em um enlace de dados confiável „ „ Divide os dados em quadros de dados e os envia Divide os dados em quadros de dados e os envia seqüencialmente seqüencialmente „ „ Se o serviço for confiável teremos quadros de confirmação Se o serviço for confiável teremos quadros de confirmação „ „ Regula o tráfego Regula o tráfego „ „ Detecta e e opcionalmente pode corrigir erros Detecta e e opcionalmente pode corrigir erros ocorridos na camada física ocorridos na camada física
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    9 Camada de Rede Camadade Rede „ „ Objetivo Objetivo → encaminhar ( → encaminhar (rotear rotear) pacotes entre a ) pacotes entre a máquina origem e a máquina destino máquina origem e a máquina destino „ „ O O roteamento roteamento pode ser estático ou dinâmico pode ser estático ou dinâmico „ „ Realiza o controle de congestionamento Realiza o controle de congestionamento „ „ Tem que permitir que redes heterogêneas se Tem que permitir que redes heterogêneas se comuniquem comuniquem „ „ Endereçamento Endereçamento „ „ Tamanho dos pacotes Tamanho dos pacotes „ „ Protocolos Protocolos
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    10 Camada de Transporte Camadade Transporte „ „ Objetivo Objetivo → efetua a comunicação fim → efetua a comunicação fim- -a a- -fim entre fim entre processos, normalmente adicionando valor ao processos, normalmente adicionando valor ao serviço de rede oferecido serviço de rede oferecido „ „ permite a transfer permite a transferê ência de informa ncia de informaçõ ções do sistema es do sistema emissor ao sistema receptor de forma confi emissor ao sistema receptor de forma confiá ável e vel e econ econô ômica, independentemente da natureza da mica, independentemente da natureza da informa informaçã ção ou das redes suportando a comunica o ou das redes suportando a comunicaçã ção o „ „ É É uma camada fim uma camada fim- -a a- -fim, ligando a origem ao destino fim, ligando a origem ao destino „ „ Define o tipo de servi Define o tipo de serviç ço oferecido quando a conex o oferecido quando a conexã ão o é é estabelecida estabelecida
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    11 Camadas de Sessãoe Apresentação Camadas de Sessão e Apresentação „ „ Camada de Sessão Camada de Sessão „ „ Objetivo Objetivo → controlar quem fala e quando, entre → controlar quem fala e quando, entre origem e destino origem e destino „ „ Camada de Apresentação Camada de Apresentação „ „ Objetivo Objetivo → transformar a sintaxe dos dados (forma de → transformar a sintaxe dos dados (forma de representação) sem afetar a semântica (mapeamento de representação) sem afetar a semântica (mapeamento de caracteres, criptografia, compressão, etc.) caracteres, criptografia, compressão, etc.)
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    12 Camada de Aplicação Camadade Aplicação „ „ C Compõe ompõe- -se de várias aplicações, cada uma com seu se de várias aplicações, cada uma com seu respectivo protocolo, para implementar os serviços respectivo protocolo, para implementar os serviços de mais alto nível na rede (transferência de de mais alto nível na rede (transferência de arquivos, arquivos, email email, WEB, IRC) , WEB, IRC) „ „ É nessa camada que o usuário interage É nessa camada que o usuário interage
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    13 Transmissão de dadosno Modelo OSI Transmissão de dados no Modelo OSI
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    14 Modelo TCP/IP Modelo TCP/IP „ „Arquitetura voltada para a interconexão de redes Arquitetura voltada para a interconexão de redes heterogêneas heterogêneas „ „ O nome TCP/IP se deve ao protocolos TCP e O nome TCP/IP se deve ao protocolos TCP e IP, que são os dois protocolos primários dessa IP, que são os dois protocolos primários dessa arquitetura arquitetura „ „ Composto por 4 camadas Composto por 4 camadas
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    15 Modelo TCP/IP Modelo TCP/IP ModeloOSI e modelo TCP/IP Modelo OSI e modelo TCP/IP
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    16 Camada de Rede(ou Inter Camada de Rede (ou Inter- -Rede) Rede) „ „ Esta camada integra toda a arquitetura da inter Esta camada integra toda a arquitetura da inter- -rede rede „ „ Faz a interligação de redes sem conexão Faz a interligação de redes sem conexão „ „ Tem o objetivo de Tem o objetivo de rotear rotear as mensagens entre as mensagens entre hosts hosts, , ocultando os problema inerentes aos protocolos ocultando os problema inerentes aos protocolos utilizados e aos tamanhos dos pacotes utilizados e aos tamanhos dos pacotes „ „ Essa camada tem a mesma função da camada de Essa camada tem a mesma função da camada de rede do modelo OSI rede do modelo OSI „ „ O protocolo comumente utilizado é o IP (Internet O protocolo comumente utilizado é o IP (Internet Protocol Protocol) )
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    17 Camada de Transporte Camadade Transporte „ „ Permite que entidades pares mantenham uma Permite que entidades pares mantenham uma conversação (como na camada de transporte do conversação (como na camada de transporte do modelo OSI) modelo OSI) „ „ Possui dois protocolos → TCP e UDP Possui dois protocolos → TCP e UDP „ „ TCP ( TCP (Tranmission Control Protocol Tranmission Control Protocol – – Protocolo Protocolo de Controle de Transmissão) de Controle de Transmissão) „ „ Protocolo orientado a conexões confiável Protocolo orientado a conexões confiável „ „ Permite a entrega se erros de um fluxo de bits entre Permite a entrega se erros de um fluxo de bits entre hosts hosts
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    18 Camada de Transporte Camadade Transporte „ „ UDP ( UDP (User Datagram Protocol User Datagram Protocol – – Protocolo de Protocolo de Datagrama Datagrama do Usuário) do Usuário) „ „ Protocolo sem conexão e não Protocolo sem conexão e não- -confiável confiável „ „ Para aplicações que não desejam controle de fluxo e Para aplicações que não desejam controle de fluxo e sequenciamento sequenciamento das mensagens das mensagens „ „ Para casos em que a entrega imediata é mais importante Para casos em que a entrega imediata é mais importante que a entrega precisa que a entrega precisa „ „ Transmissão de Transmissão de aúdio aúdio e vídeo e vídeo
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    19 Camadas de Aplicaçãoe Camadas de Aplicação e Host Host/Rede /Rede „ „ Camada de Aplicação Camada de Aplicação „ „ Contém os protocolos de alto nível, tais como FTP, Contém os protocolos de alto nível, tais como FTP, Telnet Telnet e SMTP e SMTP „ „ Camada de Acesso ao Meio (ou Camada de Acesso ao Meio (ou Host Host/Rede) /Rede) „ „ O modelo TCP/IP não faz nenhuma especificação a O modelo TCP/IP não faz nenhuma especificação a respeito desta camada. respeito desta camada.
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    20 Modelo TCP/IP Modelo TCP/IP Protocolose redes usadas no modelo TCP/IP Protocolos e redes usadas no modelo TCP/IP
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    21 OSI x TCP/IP OSIx TCP/IP „ „ OSI OSI „ „ O modelo foi concebido antes dos protocolos O modelo foi concebido antes dos protocolos „ „ Possui 7 camadas Possui 7 camadas „ „ Na camada de rede pode existir serviços orientados a Na camada de rede pode existir serviços orientados a conexão e sem conexão conexão e sem conexão „ „ Na camada de transporte só existe serviço orientado a Na camada de transporte só existe serviço orientado a conexão conexão
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    22 OSI x TCP/IP OSIx TCP/IP „ „ TCP/IP TCP/IP „ „ Os protocolos foram concebidos antes do modelo Os protocolos foram concebidos antes do modelo „ „ Possui 4 camadas Possui 4 camadas „ „ Na camada de rede só existe serviço sem conexão Na camada de rede só existe serviço sem conexão „ „ Na camada de transporte pode existir serviços Na camada de transporte pode existir serviços orientados a conexão e sem conexão orientados a conexão e sem conexão
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    23 Modelo de ReferênciaHíbrido Modelo de Referência Híbrido
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    24 [Atividades] [Atividades] „ „ É sugeridoa resolução dos seguintes problemas É sugerido a resolução dos seguintes problemas do capítulo 1 do livro do do capítulo 1 do livro do Tanenbaum Tanenbaum „ „ 11, 12, 13, 14, 15, 16, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 28 11, 12, 13, 14, 15, 16, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 28 „ „ Também deve ser estudado todo o assunto visto Também deve ser estudado todo o assunto visto na aula, pois existem informações que não estão na aula, pois existem informações que não estão contidas nessas questões contidas nessas questões „ „ É recomendado ler o capítulo inteiro, pois ele É recomendado ler o capítulo inteiro, pois ele possui outras informações relevantes que não possui outras informações relevantes que não foram abordadas na aula foram abordadas na aula