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Redes de Computadores
Professor: Mauro Jansen
Redes de Computadores
Padronização e
Arquiteturas de Redes de Computadores
Objetivos
Conhecer a importância da padronização
no âmbito das redes de computadores e os
órgãos que atuam na padronização
Conhecer conceitos e tipos de arquiteturas
Prof. Mauro Jansen
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos 2
Conhecer conceitos e tipos de arquiteturas
de rede, suas camadas e funções
Entender um pouco mais sobre o
funcionamento das redes com base no
modelo OSI
Conhecer os padrões TCP/PIP e Ethernet
Padronização
Prof. Mauro Jansen
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos 3
Importância da padronização
• Para garantir o sucesso das tecnologias, de
modo que produtos de diversos fabricantes
funcionem em compatibilidade de forma
globalizada
Prof. Mauro Jansen
• A padronização deve ser realizada em
consenso e com cautela.
• Diversas entidades estabelecidas atuam na
padronização de tecnologias de redes
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Entidades de padronização gerais
Entidade Atuação
ISO (International
Standards Organization)
Todos tipos de padrões: desde parafusos e
porcas até revestimento de postes de
telecomunicações. Ex.: modelo de referência
OSI e o protocolo IS-IS (Intermediate System-
to-Intermediate System ou Sistema
Intermediário para Sistema Intermediário).
IEEE (Institute of Maior organização profissional do mundo na
Prof. Mauro Jansen
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
IEEE (Institute of
Electrical and Eletronics
Engineers)
Maior organização profissional do mundo na
área de publicação de jornais
Especializados na área de Telemática. Possui
um grupo de padronização que
desenvolve padrões nas áreas de Engenharia
Elétrica e de Informática. Ex.: padrão IEEE 802
para redes Ethernet
ITU-T (International
Telecommunications
Union)
Formular e propor recomendações para
telecomunicações. Ex.: padrão GPON (Gigabit
Passive Optic Network ITU-T.984.1-4)
Entidades de padronização
direcionadas à Internet
• A Internet é uma rede pública mundial e
autônoma baseada em padrões abertos
• Tem mecanismos próprios de padronização
• Não existe uma autoridade central que controle
seu funcionamento.
Prof. Mauro Jansen
seu funcionamento.
• Existem várias organizações que colaboram no
estabelecimento de padrões e políticas gerais de
operação para permitir a interoperabilidade das
diversas redes que compõem a Internet,
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Entidades de padronização
direcionadas à Internet
Entidade Atuação
IETF (Internet
Engineering Task Force)
Identifica, prioriza e endereça assuntos
considerados de curto prazo, incluindo
protocolos, arquitetura e operações de
serviços, publicando-os na Internet por meio
de RFC (Request for Comments, documentos
que especificam padrões e serviços para a
Internet e para o modelo de referência TCP/IP)
Prof. Mauro Jansen
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Internet e para o modelo de referência TCP/IP)
numeradas em nordem cronológica.
IRTF (Internet Research
Task Force)
Desenvolve assuntos estratégicos de longo
prazo, incluindo esquemas de endereçamento e
novas tecnologias.
IANA (The Internet
Assigned Numbers
Authority)
Coordenar a distribuição de endereços
IP entre as diversas redes de computadores
que se conectam à Internet
Entidades de padronização
direcionadas à Internet
Entidade Atuação
CGI.br (Comitê Gestor de
Internet no Brasil)
Órgão criado pelo MinCT em 1995 para tratar
do desenvolvimento, padrões, treinamentos e
procedimentos, dados estatísticos da internet
no Brasil, além de gerenciar os domínios .br e
a atribuição de endereços IPs no Brasi
NIC.br (Núcleo de Órgão criado pelo CGI.br para ajudá-lo a
Prof. Mauro Jansen
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
NIC.br (Núcleo de
Informação e
Coordenação do Ponto
BR)
Órgão criado pelo CGI.br para ajudá-lo a
cumprir suas funções. O NIC.BR por sua vez
delega funções a outros departamentos,
como Registro.br, CERT.br, CETIC.br,
CEPTRO.br e W3C
Registro.br Registro de nomes de domínio, a administração
e a publicação do DNS para o domínio <.br>
CERT.br (Centro de
Estudos, Resposta e
Tratamento de Incidentes
de Segurança no Brasil)
Tratar incidentes de segurança em
computadores, envolvendo redes conectadas à
Internet brasileira
Entidades de padronização
direcionadas à Internet
Entidade Atuação
CETIC.br (Centro de
Estudos sobre as
Tecnologias da
Informação e da
Comunicação )
Coordenação e publicação de pesquisas sobre
a disponibilidade e uso da Internet no Brasil,
para fins de políticas públicas
CEPTRO.br (Centro de responsável por serviços e projetos
Prof. Mauro Jansen
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
CEPTRO.br (Centro de
Estudos e Pesquisas em
Tecnologias de Redes e
Operações)
responsável por serviços e projetos
relacionados principalmente à
infraestrutura da Internet no Brasil e ao seu
desenvolvimento. também mede a qualidade
da Internet, divulga a Hora Legal Brasileira via
NTP e dissemina o protocolo IPv6 no país
através de cursos gratuitos
Arquitetura de Redes
Prof. Mauro Jansen
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos 10
Arquiteturas de redes: Introdução
• Arquitetura de rede é o conjunto de camadas ou
níveis compondo um conjunto de regras de
comunicação numa rede
• Contém informações para orientar fabricantes na
criação de hardware e software de rede
Prof. Mauro Jansen
criação de hardware e software de rede
• Se arquiteturas de rede reconhecidas
mundialmente, não haveria compatibilidade entre
dispositivos de fabricantes diferentes
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
O modelo OSI
• OSI: Open Systems Interconnections, ou
interconexão de sistemas abertos
• Modelo de referência criado em 1977 pela ISO
(International Standards Organization) para
facilitar a interconexão de sistemas de
Prof. Mauro Jansen
facilitar a interconexão de sistemas de
computadores
• Mesmo sendo apenas um modelo teórico, que
não precisa ser seguido à risca pelos protocolos
de rede, é muito útil para o entendimento de
como os dados trafegam em uma rede
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Modelo OSI - camadas
• Composto de 7 (sete) camadas
numeradas, cada qual com uma
função particular
• As camadas mais baixas estão mais
próxima do nível físico (hardware).
As mais altas, do usuário.
Prof. Mauro Jansen
As mais altas, do usuário.
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Hubs
Switches
Roteador
Modelo OSI: vantagem da divisão
em camadas
• Divide as comunicações de rede em partes menores e
mais simples, facilitando sua aprendizagem e
compreensão ;
• Padroniza os componentes de rede, permitindo o
desenvolvimento e o suporte por vários fabricantes ;
Prof. Mauro Jansen
• Possibilita a comunicação entre tipos diferentes de
hardware e de software de rede;
• Evita que as modificações em uma camada afetem as
outras, facilitando a atualização e manutenção;
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Modelo OSI - camadas
Prof. Mauro Jansen
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Modelo OSI
Camada de Aplicação (7)
• Responsável apenas pela interface entre o
programa ou serviço acessado pelo usuário e a
pilha de protocolos que o computador está
usando
• Telnet, FTP e HTTP são exemplos de protocolos
Prof. Mauro Jansen
• Telnet, FTP e HTTP são exemplos de protocolos
desta camada
• Pode tanto iniciar (envio de dados) como finalizar
o processo (recebimento)
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Modelo OSI
Camada de aplicação
Prof. Mauro Jansen
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Modelo OSI
Camada de Apresentação (6)
• Converte o formato de dado recebido pela
camada de Aplicação em um formato comum a
ser usado pela pilha de protocolos
• Também é responsável por comprimir e/ou
criptografar dados
Prof. Mauro Jansen
criptografar dados
– A compressão de dados aumenta o desempenho da
rede
– Quando criptografados os dados só voltam ao normal
na camada 6 do receptor
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Modelo OSI
Camada de Apresentação (6)
Prof. Mauro Jansen
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Modelo OSI
Camada de Sessão (5)
• Estabelece, gerencia e termina sessões entre dois
hosts que se comunicam;
• Define como será feita a transmissão de dados;
• Coloca marcações nos dados que estão sendo
transmitidos ;
Prof. Mauro Jansen
transmitidos ;
• Se porventura a rede falhar, os computadores
reiniciam a transmissão dos dados a partir da
última marcação recebida pelo PC receptor ;
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Modelo OSI
Camada de Sessão (5)
Prof. Mauro Jansen
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Modelo OSI
Camada de Transporte (4)
• Responsável por transformar os dados vindos da camada
5 em pacotes;
• Cada pacote ficou estabelecido com o tamanho de 64 Kb
e contendo:
– Um cabeçalho (com tam. entre 20 e 24 Kb)
Prof. Mauro Jansen
– Informações sobre os dados. Ex: número da porta de destino e
saída
– Número sequencial do pacote
– CRC
– E os dados propriamente ditos
• É altamente confiável ;
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Modelo OSI
Camada de Transporte (4)
Prof. Mauro Jansen
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Modelo OSI
Camada de Rede (3)
• É responsável pelo endereçamento de
pacotes,convertendo endereços lógicos em
endereços físicos e vice-versa;
• Determina a rota que será percorrida pelos
Prof. Mauro Jansen
• Determina a rota que será percorrida pelos
pacotes, baseada em fatores como
condições de tráfego de rede e prioridade ;
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Modelo OSI
Camada de Rede (3)
Prof. Mauro Jansen
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Modelo OSI
Camada de Enlace (2)
• Transforma os pacotes da camada de rede
em quadros;
• Adiciona informações como: endereço da
placa de rede de origem e destino;
Prof. Mauro Jansen
placa de rede de origem e destino;
• Trata do endereçamento físico, da
topologia e do acesso à rede;
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Modelo OSI
Camada de Enlace (2)
Prof. Mauro Jansen
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Modelo OSI
Camada Física (1)
• Define as especificações elétricas, mecânicas,
funcionais e de procedimentos para ativar,
manter e desativar o link físico entre sistemas
finais ;
• Características como níveis de voltagem,
Prof. Mauro Jansen
• Características como níveis de voltagem,
temporização de alterações de voltagem, taxas
de dados físicos, distâncias máximas de
transmissão, conectores físicos e outros atributos
similares são definidos por ela também ;
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Modelo OSI
Camada Física (1)
Prof. Mauro Jansen
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Comparativo do
Modelo OSI
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encomendas
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Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Padrão TCP/IP
Prof. Mauro Jansen
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos 31
Padrão TCP/IP
• TCP: Transmission Control Protocol – protocolo
de controle de transmissão
• IP: Internet Protocol – Protocolo de interconexão
• Surgiu durante a guerra entre os EUA e a extinta
União Soviética, após a expansão da ARPANET
Prof. Mauro Jansen
União Soviética, após a expansão da ARPANET
• Também é chamado de protocolo mas na
verdade é uma pilha de protocolos
• É o padrão mais usado atualmente
• Está diretamente relacionado à internet e vice-
versa
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
TCP/IP: camadas
• Possui quatro camadas, que comparadas
com o modelo OSI, ficam assim:
Prof. Mauro Jansen
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
TCP/IP: camada de Aplicação
• Aplicação: Inclui os protocolos de mais alto
nível como HTTP, SSH, Telnet, SMTP, DNS,
POP3, FTP, etc.
• Corresponde às três primeiras camadas do
Prof. Mauro Jansen
• Corresponde às três primeiras camadas do
modelo OSI
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
TCP/IP: Camada de transporte
• Pega os dados da camada de aplicação,
divide-os em pacotes que serão
transmitidos pela rede, adicionando
informações adicionais
Prof. Mauro Jansen
• Lida com QoS (Qualidade de Serviço),
controle de fluxo, controle de sequência e
correção de erros
• Principais protocolos: TCP e UDP
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
TCP/IP: Camada de internet
• Finalidade: endereçar, rotear e controlar o
envio e a recepção dos pacotes recebidos
da camada de transporte
• Protocolos principais: IP, ARP, RARP e
Prof. Mauro Jansen
• Protocolos principais: IP, ARP, RARP e
ICMP
• Não é orientada a conexão e se comunica
por meio de pacotes
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
TCP/IP: Camada de rede
• Converte as tensões elétricas recebidas
pela placa de rede em bits (0’s e 1’s),
agrupando-os em pacotes e encaminhando
à camada superior
Prof. Mauro Jansen
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Padrões Ethernet
Prof. Mauro Jansen
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos 38
Padrão Ethernet
• Padrão desenvolvido em 1973 no PARC,
laboratório de desenvolvimento da Xerox,
em Palo Alto, EUA
• “Ether” era o termo usado para descrever
Prof. Mauro Jansen
• “Ether” era o termo usado para descrever
o meio de transmissão dos sinais em um
sistema, no projeto inicial
• Primeira versão: 2.94 megabits, cabos
coaxiais, até 256 estações
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Padrão Ethernet
• Evoluiu para 10 Mbps e gerou diversos padrões
Ethernet
• Definem em detalhes a forma como os dados são
organizados e transmitidos
• Permite que produtos de diversos fabricantes
Prof. Mauro Jansen
• Permite que produtos de diversos fabricantes
funcionem em conjunto
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Apesar das redes Wi-Fi também serem Ethernet, o
termo Ethernet é mais usado para redes cabeadas,
enquanto redes sem fio são mais chamadas de
Wireless, Wi-Fi ou ainda “redes 802.11g ou “802.11n”
Controle de acesso aos meios
(MAC) nas redes Ethernet
• No padrão Ethernet, somente uma estação pode
transmitir seus bits por vez
• Para isso é feito um controle de concorrência do
meio de transmissão (MAC: Medium Access
Control) através do protocolo CSM/CD (Carrier
Prof. Mauro Jansen
Control) através do protocolo CSM/CD (Carrier
Sense Multiple Access with Colision Detection)
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
A disputa pelo meio de acesso representava um problema quando a
rede usava hubs, que não possuem inteligência no momento da
transmissão. Com o uso de switches o problema minimizou, visto
que os pacotes são entregues somente na porta para a qual são
endereçados.
O protocolo CSMA/CD
• CSMA consiste no acesso múltiplo ao meio onde
apenas uma estação pode enviar de cada vez
– Antes de transmitir dados a estação irá “ouvir” o cabo
e só envia se nenhuma outra estiver transmitindo
• O CD (Colision Detection) consiste na detecção
Prof. Mauro Jansen
• O CD (Colision Detection) consiste na detecção
de colisões através do monitoramento das
transmissões no cabo por cada estação e do uso
de um algoritmo
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Controle de acesso aos meios (MAC)
nas redes Ethernet com CSMA/CD
Prof. Mauro Jansen
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Algoritmo CSMA/CD para
transmissão
1. Se ninguém está transmitindo, pode-se
transmitir imediatamente;
2. Se alguém está transmitindo, continue a
examinar os meios até que estejam ociosos e
então comece a transmitir imediatamente
Prof. Mauro Jansen
então comece a transmitir imediatamente
3. Se uma colisão é detectada durante uma
transmissão, transmita sinal de alerta para
todas as estações pararam a transmissão
4. Após o alerta, aguardar um intervalo de tempo
aleatório dentro de um certo limite
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
IEEE (Institute of Electrical and
Electronic Engineers
• Organização sem fins lucrativos
responsável por vários padrões
relacionadosà comunicações, eletricidade
computação e tecnologia
Prof. Mauro Jansen
• Gerencia e desenvolve os padrões Ethernet
• O grupo IEEE 802 LAN/MAN Standards
Comittee trata dos padrões de rede
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Subgrupos IEEE 802 LAN/MAN
Standards
• 802.3: padrões de redes Ethernet a cabo
• 802.11: grupo para redes wireless
– 802.11b, 802.11ª. 802.11g, 802.11i, 802.11n
• 802.15.1: padrões referentes ao
Prof. Mauro Jansen
• 802.15.1: padrões referentes ao
Bluetooth
• 802.16: redes wireless de longa distância.
Exemplos: WiMAX, LTE, 3G
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
802.3 (padrões de 10 megabits)
Padrão Cabo Topologia
física
Dist.
Máx.
Máx.nós
10BASE-2 Coaxial RG58 Barramento 185m 30
10BASE-5 Coaxial RG8/11 Barramento 500m 100
10BASE-T UTP Cat.3 Estrela 100m
10BASE-F Fibra ótica Estrela 2.000m
Prof. Mauro Jansen
10BASE-F Fibra ótica Estrela 2.000m
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
O padrão 10BASE-T foi o primeiro a usar cabos de par
trançado (o “T” vem de Twisted-pair), mas ainda de
categoria 3
O padrão 10BASE-F foi pouco popular devido ao alto
custo de cabeamento
802.3u (padrões de 100 megabits)
(1995)
Padrão Cabo Topologia
física
Dist.
máx.
Freq.
100BASE-TX UTP Cat.5 Estrela 100m 31.25MHz
100BASE-T4 UTP Cat.3 Estrela 500m 12.5MHz
100BASE-FX Fibra ótica Estrela 2.000m
Prof. Mauro Jansen
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
O padrão 100BASE-TX é o padrão que se destaca no
grupo 802.3u, e é usado em mais de 80% das
instalações atuais, dando suporte ao modo full-duplex
com switch e usando apenas 2 pares de fios dos
cabos UTP
100BASE-FX Fibra ótica Estrela 2.000m
802.3z (Gigabit Ethernet) (1998)
Padrão Cabo Topologia
física
Dist.
máx.
Freq.
1000BASE-LX Fibra ótica Estrela 550m-2Km
1000BASE-SX Fibra ótica Estrela 220-500m 160-200MHz
1000BASE-CX STP, SSTP Estrela 25m
Prof. Mauro Jansen
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
1000BASE-CX STP, SSTP Estrela 25m
1000BASE-T UTP Cat.5 Estrela 100m
O 1000BASET é o mais populardo grupo 802.3z:
usa 4 pares de cabos e um sistema de sinalização mais
complexo (PAM5)
É mais exigente em relação à qualidade do cabeamento: mais
sensível à interferências, ao uso de cabos com mais de 100m
Requer placas de rede com barramento PCI-Express
10GbE (10 Gigabit Ethernet)
(1998)
Padrão Cabo Topologia
física
Dist.
máx.
Obs.
10GBASE-LR Fibra ótica Estrela 10Km Lasers 1310nm
10GBASE-ER Fibra ótica Estrela 40Km Lasers 1550nm
Para LONGA DISTÂNCIA, com fibra óptica MONOMODO:
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Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
10GBASE-ZR Fibra ótica Estrela 80Km
Padrão Cabo Topologia
física
Dist.
máx.
Obs.
10GBASE-SR Fibra ótica Estrela 300m Short-wave laser
10GBASE-LRM Fibra ótica Estrela 220m
Para CURTA DISTÂNCIA, com fibra óptica MULTIMODO:
10GbE (10 Gigabit Ethernet)
(1998) (cont.)
Padrão Cabo Topologia
física
Dist.
máx.
Freq.
10GBASE-CX4 Twinax:4 par Estrela 15m
10GBASE-T UTP Cat.6 Estrela 55m 400MHz
Para CURTA DISTÂNCIA, com cabos de cobre:
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Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
10GBASE-T UTP Cat.6 Estrela 55m
UTP Cat.6A Estrela 100m 500MHz
A enorme base já instalada de pontos com cabos 5 ou
5e representa uma grande barreira à popularização
das redes de 10Gb
Muitos ainda estão migrando dos 100 para 1000 Mb
A adoção em massa das redes 10Gb ainda deve
demorar uma década
FIM
Prof. Mauro Jansen
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos 52
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  • 1. Redes de Computadores Professor: Mauro Jansen Redes de Computadores Padronização e Arquiteturas de Redes de Computadores
  • 2. Objetivos Conhecer a importância da padronização no âmbito das redes de computadores e os órgãos que atuam na padronização Conhecer conceitos e tipos de arquiteturas Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos 2 Conhecer conceitos e tipos de arquiteturas de rede, suas camadas e funções Entender um pouco mais sobre o funcionamento das redes com base no modelo OSI Conhecer os padrões TCP/PIP e Ethernet
  • 3. Padronização Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos 3
  • 4. Importância da padronização • Para garantir o sucesso das tecnologias, de modo que produtos de diversos fabricantes funcionem em compatibilidade de forma globalizada Prof. Mauro Jansen • A padronização deve ser realizada em consenso e com cautela. • Diversas entidades estabelecidas atuam na padronização de tecnologias de redes Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 5. Entidades de padronização gerais Entidade Atuação ISO (International Standards Organization) Todos tipos de padrões: desde parafusos e porcas até revestimento de postes de telecomunicações. Ex.: modelo de referência OSI e o protocolo IS-IS (Intermediate System- to-Intermediate System ou Sistema Intermediário para Sistema Intermediário). IEEE (Institute of Maior organização profissional do mundo na Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos IEEE (Institute of Electrical and Eletronics Engineers) Maior organização profissional do mundo na área de publicação de jornais Especializados na área de Telemática. Possui um grupo de padronização que desenvolve padrões nas áreas de Engenharia Elétrica e de Informática. Ex.: padrão IEEE 802 para redes Ethernet ITU-T (International Telecommunications Union) Formular e propor recomendações para telecomunicações. Ex.: padrão GPON (Gigabit Passive Optic Network ITU-T.984.1-4)
  • 6. Entidades de padronização direcionadas à Internet • A Internet é uma rede pública mundial e autônoma baseada em padrões abertos • Tem mecanismos próprios de padronização • Não existe uma autoridade central que controle seu funcionamento. Prof. Mauro Jansen seu funcionamento. • Existem várias organizações que colaboram no estabelecimento de padrões e políticas gerais de operação para permitir a interoperabilidade das diversas redes que compõem a Internet, Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 7. Entidades de padronização direcionadas à Internet Entidade Atuação IETF (Internet Engineering Task Force) Identifica, prioriza e endereça assuntos considerados de curto prazo, incluindo protocolos, arquitetura e operações de serviços, publicando-os na Internet por meio de RFC (Request for Comments, documentos que especificam padrões e serviços para a Internet e para o modelo de referência TCP/IP) Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos Internet e para o modelo de referência TCP/IP) numeradas em nordem cronológica. IRTF (Internet Research Task Force) Desenvolve assuntos estratégicos de longo prazo, incluindo esquemas de endereçamento e novas tecnologias. IANA (The Internet Assigned Numbers Authority) Coordenar a distribuição de endereços IP entre as diversas redes de computadores que se conectam à Internet
  • 8. Entidades de padronização direcionadas à Internet Entidade Atuação CGI.br (Comitê Gestor de Internet no Brasil) Órgão criado pelo MinCT em 1995 para tratar do desenvolvimento, padrões, treinamentos e procedimentos, dados estatísticos da internet no Brasil, além de gerenciar os domínios .br e a atribuição de endereços IPs no Brasi NIC.br (Núcleo de Órgão criado pelo CGI.br para ajudá-lo a Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos NIC.br (Núcleo de Informação e Coordenação do Ponto BR) Órgão criado pelo CGI.br para ajudá-lo a cumprir suas funções. O NIC.BR por sua vez delega funções a outros departamentos, como Registro.br, CERT.br, CETIC.br, CEPTRO.br e W3C Registro.br Registro de nomes de domínio, a administração e a publicação do DNS para o domínio <.br> CERT.br (Centro de Estudos, Resposta e Tratamento de Incidentes de Segurança no Brasil) Tratar incidentes de segurança em computadores, envolvendo redes conectadas à Internet brasileira
  • 9. Entidades de padronização direcionadas à Internet Entidade Atuação CETIC.br (Centro de Estudos sobre as Tecnologias da Informação e da Comunicação ) Coordenação e publicação de pesquisas sobre a disponibilidade e uso da Internet no Brasil, para fins de políticas públicas CEPTRO.br (Centro de responsável por serviços e projetos Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos CEPTRO.br (Centro de Estudos e Pesquisas em Tecnologias de Redes e Operações) responsável por serviços e projetos relacionados principalmente à infraestrutura da Internet no Brasil e ao seu desenvolvimento. também mede a qualidade da Internet, divulga a Hora Legal Brasileira via NTP e dissemina o protocolo IPv6 no país através de cursos gratuitos
  • 10. Arquitetura de Redes Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos 10
  • 11. Arquiteturas de redes: Introdução • Arquitetura de rede é o conjunto de camadas ou níveis compondo um conjunto de regras de comunicação numa rede • Contém informações para orientar fabricantes na criação de hardware e software de rede Prof. Mauro Jansen criação de hardware e software de rede • Se arquiteturas de rede reconhecidas mundialmente, não haveria compatibilidade entre dispositivos de fabricantes diferentes Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 12. O modelo OSI • OSI: Open Systems Interconnections, ou interconexão de sistemas abertos • Modelo de referência criado em 1977 pela ISO (International Standards Organization) para facilitar a interconexão de sistemas de Prof. Mauro Jansen facilitar a interconexão de sistemas de computadores • Mesmo sendo apenas um modelo teórico, que não precisa ser seguido à risca pelos protocolos de rede, é muito útil para o entendimento de como os dados trafegam em uma rede Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 13. Modelo OSI - camadas • Composto de 7 (sete) camadas numeradas, cada qual com uma função particular • As camadas mais baixas estão mais próxima do nível físico (hardware). As mais altas, do usuário. Prof. Mauro Jansen As mais altas, do usuário. Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos Hubs Switches Roteador
  • 14. Modelo OSI: vantagem da divisão em camadas • Divide as comunicações de rede em partes menores e mais simples, facilitando sua aprendizagem e compreensão ; • Padroniza os componentes de rede, permitindo o desenvolvimento e o suporte por vários fabricantes ; Prof. Mauro Jansen • Possibilita a comunicação entre tipos diferentes de hardware e de software de rede; • Evita que as modificações em uma camada afetem as outras, facilitando a atualização e manutenção; Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 15. Modelo OSI - camadas Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 16. Modelo OSI Camada de Aplicação (7) • Responsável apenas pela interface entre o programa ou serviço acessado pelo usuário e a pilha de protocolos que o computador está usando • Telnet, FTP e HTTP são exemplos de protocolos Prof. Mauro Jansen • Telnet, FTP e HTTP são exemplos de protocolos desta camada • Pode tanto iniciar (envio de dados) como finalizar o processo (recebimento) Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 17. Modelo OSI Camada de aplicação Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 18. Modelo OSI Camada de Apresentação (6) • Converte o formato de dado recebido pela camada de Aplicação em um formato comum a ser usado pela pilha de protocolos • Também é responsável por comprimir e/ou criptografar dados Prof. Mauro Jansen criptografar dados – A compressão de dados aumenta o desempenho da rede – Quando criptografados os dados só voltam ao normal na camada 6 do receptor Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 19. Modelo OSI Camada de Apresentação (6) Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 20. Modelo OSI Camada de Sessão (5) • Estabelece, gerencia e termina sessões entre dois hosts que se comunicam; • Define como será feita a transmissão de dados; • Coloca marcações nos dados que estão sendo transmitidos ; Prof. Mauro Jansen transmitidos ; • Se porventura a rede falhar, os computadores reiniciam a transmissão dos dados a partir da última marcação recebida pelo PC receptor ; Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 21. Modelo OSI Camada de Sessão (5) Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 22. Modelo OSI Camada de Transporte (4) • Responsável por transformar os dados vindos da camada 5 em pacotes; • Cada pacote ficou estabelecido com o tamanho de 64 Kb e contendo: – Um cabeçalho (com tam. entre 20 e 24 Kb) Prof. Mauro Jansen – Informações sobre os dados. Ex: número da porta de destino e saída – Número sequencial do pacote – CRC – E os dados propriamente ditos • É altamente confiável ; Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 23. Modelo OSI Camada de Transporte (4) Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 24. Modelo OSI Camada de Rede (3) • É responsável pelo endereçamento de pacotes,convertendo endereços lógicos em endereços físicos e vice-versa; • Determina a rota que será percorrida pelos Prof. Mauro Jansen • Determina a rota que será percorrida pelos pacotes, baseada em fatores como condições de tráfego de rede e prioridade ; Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 25. Modelo OSI Camada de Rede (3) Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 26. Modelo OSI Camada de Enlace (2) • Transforma os pacotes da camada de rede em quadros; • Adiciona informações como: endereço da placa de rede de origem e destino; Prof. Mauro Jansen placa de rede de origem e destino; • Trata do endereçamento físico, da topologia e do acesso à rede; Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 27. Modelo OSI Camada de Enlace (2) Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 28. Modelo OSI Camada Física (1) • Define as especificações elétricas, mecânicas, funcionais e de procedimentos para ativar, manter e desativar o link físico entre sistemas finais ; • Características como níveis de voltagem, Prof. Mauro Jansen • Características como níveis de voltagem, temporização de alterações de voltagem, taxas de dados físicos, distâncias máximas de transmissão, conectores físicos e outros atributos similares são definidos por ela também ; Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 29. Modelo OSI Camada Física (1) Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 30. Comparativo do Modelo OSI Com o serviço de entrega de encomendas Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 31. Padrão TCP/IP Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos 31
  • 32. Padrão TCP/IP • TCP: Transmission Control Protocol – protocolo de controle de transmissão • IP: Internet Protocol – Protocolo de interconexão • Surgiu durante a guerra entre os EUA e a extinta União Soviética, após a expansão da ARPANET Prof. Mauro Jansen União Soviética, após a expansão da ARPANET • Também é chamado de protocolo mas na verdade é uma pilha de protocolos • É o padrão mais usado atualmente • Está diretamente relacionado à internet e vice- versa Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 33. TCP/IP: camadas • Possui quatro camadas, que comparadas com o modelo OSI, ficam assim: Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 34. TCP/IP: camada de Aplicação • Aplicação: Inclui os protocolos de mais alto nível como HTTP, SSH, Telnet, SMTP, DNS, POP3, FTP, etc. • Corresponde às três primeiras camadas do Prof. Mauro Jansen • Corresponde às três primeiras camadas do modelo OSI Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 35. TCP/IP: Camada de transporte • Pega os dados da camada de aplicação, divide-os em pacotes que serão transmitidos pela rede, adicionando informações adicionais Prof. Mauro Jansen • Lida com QoS (Qualidade de Serviço), controle de fluxo, controle de sequência e correção de erros • Principais protocolos: TCP e UDP Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 36. TCP/IP: Camada de internet • Finalidade: endereçar, rotear e controlar o envio e a recepção dos pacotes recebidos da camada de transporte • Protocolos principais: IP, ARP, RARP e Prof. Mauro Jansen • Protocolos principais: IP, ARP, RARP e ICMP • Não é orientada a conexão e se comunica por meio de pacotes Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 37. TCP/IP: Camada de rede • Converte as tensões elétricas recebidas pela placa de rede em bits (0’s e 1’s), agrupando-os em pacotes e encaminhando à camada superior Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 38. Padrões Ethernet Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos 38
  • 39. Padrão Ethernet • Padrão desenvolvido em 1973 no PARC, laboratório de desenvolvimento da Xerox, em Palo Alto, EUA • “Ether” era o termo usado para descrever Prof. Mauro Jansen • “Ether” era o termo usado para descrever o meio de transmissão dos sinais em um sistema, no projeto inicial • Primeira versão: 2.94 megabits, cabos coaxiais, até 256 estações Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 40. Padrão Ethernet • Evoluiu para 10 Mbps e gerou diversos padrões Ethernet • Definem em detalhes a forma como os dados são organizados e transmitidos • Permite que produtos de diversos fabricantes Prof. Mauro Jansen • Permite que produtos de diversos fabricantes funcionem em conjunto Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos Apesar das redes Wi-Fi também serem Ethernet, o termo Ethernet é mais usado para redes cabeadas, enquanto redes sem fio são mais chamadas de Wireless, Wi-Fi ou ainda “redes 802.11g ou “802.11n”
  • 41. Controle de acesso aos meios (MAC) nas redes Ethernet • No padrão Ethernet, somente uma estação pode transmitir seus bits por vez • Para isso é feito um controle de concorrência do meio de transmissão (MAC: Medium Access Control) através do protocolo CSM/CD (Carrier Prof. Mauro Jansen Control) através do protocolo CSM/CD (Carrier Sense Multiple Access with Colision Detection) Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos A disputa pelo meio de acesso representava um problema quando a rede usava hubs, que não possuem inteligência no momento da transmissão. Com o uso de switches o problema minimizou, visto que os pacotes são entregues somente na porta para a qual são endereçados.
  • 42. O protocolo CSMA/CD • CSMA consiste no acesso múltiplo ao meio onde apenas uma estação pode enviar de cada vez – Antes de transmitir dados a estação irá “ouvir” o cabo e só envia se nenhuma outra estiver transmitindo • O CD (Colision Detection) consiste na detecção Prof. Mauro Jansen • O CD (Colision Detection) consiste na detecção de colisões através do monitoramento das transmissões no cabo por cada estação e do uso de um algoritmo Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 43. Controle de acesso aos meios (MAC) nas redes Ethernet com CSMA/CD Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 44. Algoritmo CSMA/CD para transmissão 1. Se ninguém está transmitindo, pode-se transmitir imediatamente; 2. Se alguém está transmitindo, continue a examinar os meios até que estejam ociosos e então comece a transmitir imediatamente Prof. Mauro Jansen então comece a transmitir imediatamente 3. Se uma colisão é detectada durante uma transmissão, transmita sinal de alerta para todas as estações pararam a transmissão 4. Após o alerta, aguardar um intervalo de tempo aleatório dentro de um certo limite Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 45. IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers • Organização sem fins lucrativos responsável por vários padrões relacionadosà comunicações, eletricidade computação e tecnologia Prof. Mauro Jansen • Gerencia e desenvolve os padrões Ethernet • O grupo IEEE 802 LAN/MAN Standards Comittee trata dos padrões de rede Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 46. Subgrupos IEEE 802 LAN/MAN Standards • 802.3: padrões de redes Ethernet a cabo • 802.11: grupo para redes wireless – 802.11b, 802.11ª. 802.11g, 802.11i, 802.11n • 802.15.1: padrões referentes ao Prof. Mauro Jansen • 802.15.1: padrões referentes ao Bluetooth • 802.16: redes wireless de longa distância. Exemplos: WiMAX, LTE, 3G Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 47. 802.3 (padrões de 10 megabits) Padrão Cabo Topologia física Dist. Máx. Máx.nós 10BASE-2 Coaxial RG58 Barramento 185m 30 10BASE-5 Coaxial RG8/11 Barramento 500m 100 10BASE-T UTP Cat.3 Estrela 100m 10BASE-F Fibra ótica Estrela 2.000m Prof. Mauro Jansen 10BASE-F Fibra ótica Estrela 2.000m Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos O padrão 10BASE-T foi o primeiro a usar cabos de par trançado (o “T” vem de Twisted-pair), mas ainda de categoria 3 O padrão 10BASE-F foi pouco popular devido ao alto custo de cabeamento
  • 48. 802.3u (padrões de 100 megabits) (1995) Padrão Cabo Topologia física Dist. máx. Freq. 100BASE-TX UTP Cat.5 Estrela 100m 31.25MHz 100BASE-T4 UTP Cat.3 Estrela 500m 12.5MHz 100BASE-FX Fibra ótica Estrela 2.000m Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos O padrão 100BASE-TX é o padrão que se destaca no grupo 802.3u, e é usado em mais de 80% das instalações atuais, dando suporte ao modo full-duplex com switch e usando apenas 2 pares de fios dos cabos UTP 100BASE-FX Fibra ótica Estrela 2.000m
  • 49. 802.3z (Gigabit Ethernet) (1998) Padrão Cabo Topologia física Dist. máx. Freq. 1000BASE-LX Fibra ótica Estrela 550m-2Km 1000BASE-SX Fibra ótica Estrela 220-500m 160-200MHz 1000BASE-CX STP, SSTP Estrela 25m Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos 1000BASE-CX STP, SSTP Estrela 25m 1000BASE-T UTP Cat.5 Estrela 100m O 1000BASET é o mais populardo grupo 802.3z: usa 4 pares de cabos e um sistema de sinalização mais complexo (PAM5) É mais exigente em relação à qualidade do cabeamento: mais sensível à interferências, ao uso de cabos com mais de 100m Requer placas de rede com barramento PCI-Express
  • 50. 10GbE (10 Gigabit Ethernet) (1998) Padrão Cabo Topologia física Dist. máx. Obs. 10GBASE-LR Fibra ótica Estrela 10Km Lasers 1310nm 10GBASE-ER Fibra ótica Estrela 40Km Lasers 1550nm Para LONGA DISTÂNCIA, com fibra óptica MONOMODO: Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos 10GBASE-ZR Fibra ótica Estrela 80Km Padrão Cabo Topologia física Dist. máx. Obs. 10GBASE-SR Fibra ótica Estrela 300m Short-wave laser 10GBASE-LRM Fibra ótica Estrela 220m Para CURTA DISTÂNCIA, com fibra óptica MULTIMODO:
  • 51. 10GbE (10 Gigabit Ethernet) (1998) (cont.) Padrão Cabo Topologia física Dist. máx. Freq. 10GBASE-CX4 Twinax:4 par Estrela 15m 10GBASE-T UTP Cat.6 Estrela 55m 400MHz Para CURTA DISTÂNCIA, com cabos de cobre: Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos 10GBASE-T UTP Cat.6 Estrela 55m UTP Cat.6A Estrela 100m 500MHz A enorme base já instalada de pontos com cabos 5 ou 5e representa uma grande barreira à popularização das redes de 10Gb Muitos ainda estão migrando dos 100 para 1000 Mb A adoção em massa das redes 10Gb ainda deve demorar uma década
  • 52. FIM Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos 52 FIM