O documento discute sistemas distribuídos e redes de computadores, abordando problemas comuns em redes como desempenho, escalabilidade, confiabilidade e segurança. Também explica esquemas de comutação, protocolos de rede, endereçamento IP, protocolos TCP e UDP e referências complementares sobre o tema.

1. SISTEMAS
DISTRIBUÍDOS
REDES DE
COMPUTADORES
1
ARTHUR EMANUEL DE OLIVEIRA
CAROSIA

2. REDES DE
COMPUTADORES
2
Os sistemas distribuídos usam redes locais, redes de longa
distância e redes interligadas para comunicação.

3. 3
PROBLEMAS EM
REDES

4. PROBLEMAS EM
REDES
Desempenho
Escalabilidade
Confiabilidade
Segurança
4
Qualidade de Serviço

5. PROBLEMAS EM
REDES
As primeiras redes foram projetadas para atender requisitos de
aplicações simples:
• transferência de arquivos,
• login remoto,
• e-mail.
5
O desenvolvimento de sistemas distribuídos estabeleceu um
padrão de desempenho mais alto para atender às necessidades
das aplicações interativas.

6. DESEMPENHO
Latência:
Tempo decorrido após uma operação de envio ser
executada e antes que os dados comecem a chegar a
seu destino.
Taxa de transferência de dados:
velocidade com que os dados podem ser transferidos
entre dois computadores em uma rede,
Largura de banda:
6
volume total de tráfego que pode ser transferido na rede
em um determinado período de tempo.

7. ESCALABILIDADE
As tecnologias de rede em que a internet é baseada não foram
projetadas para suportar a sua atual escala, mas têm
funcionado notavelmente bem.
7
Para tratar da próxima fase de crescimento da internet,
algumas mudanças nos mecanismos de endereçamento e
roteamento estão em andamento.

8. CONFIABILIDADE
Muitos aplicativos são capazes de se recuperar de falhas de
comunicação e não exigem a garantia da comunicação isenta
de erros.
8
O canal de transmissão não necessariamente precisa oferecer
comunicação isenta de erros, deixando para o software a
responsabilidade de detectá-los e corrigí-los.

9. SEGURANÇA
Firewall
Cria uma barreira de proteção entre a intranet da
organização e o restante da internet.
Proteger os recursos presentes nos computadores de
uma organização contra o acesso de usuários ou
processos externos e controlar o uso dos recursos
externos por usuários da própria organização.
9
Permite ou bloqueia a passagem de certas
mensagens recebidas e enviadas de acordo com a
política de segurança da organização.

10. QUALIDADE DE SERVIÇO
Capacidade de atender prazos finais ao transmitir e processar
fluxos de dados multimídia em tempo real.
10
Aplicativos que transmitem dados multimídia exigem largura de
banda garantida e latência limitadas dos canais de
comunicação que utilizam.

11. 11
TIPOS DE REDES

12. TIPOS DE REDES
LANs (Local Area Networks)
WANs (Wide Area Networks)
WLANs (Wireless Local Area Networks)
12
Inter-redes

13. LANS (LOCAL AREA
NEWTWORKS)
Transportam mensagens em velocidades altas entre
computadores conectados em um único meio de comunicação.
Um segmento é uma seção de cabo que atende um
departamento, um piso de um prédio e que pode ter muitos
computadores ligados.
13
Nenhum roteamento de mensagens é necessário dentro de
um segmento, pois o meio permite comunicação entre os
computadores da rede diretamente entre si.

14. WANS (WIDE AREA
NETWORKS)
Transportam mensagens em velocidades mais lentas, entre
nós que estão em organizações diferentes e que podem estar
separadas por grandes distâncias (cidades, países ou
continentes).
14
O meio de transmissão empregado é o uso conjunto de
circuitos que interligam roteadores, que gerenciam as redes e
direcionam as mensagens para seus destinos.

15. WLANS (WIRELESS
LOCAL AREA
NETWORKS)
Projetadas para substituir as LANs cabeadas.
15
Fornece conectividade para dispositivos móveis e elimina a
necessidade de infraestrutura com fios e cabos para
interconectar computadores dentro de casas e prédios.

16. INTER-REDES
Várias redes são unidas para fornecer recursos de
comunicação de dados comuns, abstraindo as tecnologias e os
protocolos das redes e os métodos usados para sua
interconexão.
16
São construídas a partir de uma variedade de redes de
computadores e interconectadas por equipamentos
dedicados de comunicação, roteadores, e por computadores de
propósito geral, gateways.

17. 17
ESQUEMAS DE
COMUTAÇÃO

18. ESQUEMAS DE
COMUTAÇÃO
Difusão (broadcast)
Comutação de circuitos
18
Comutação de pacotes

19. BROADCAST
19
Técnica de transmissão em que tudo é transmitido para cada
nó e fica por conta dos receptores recuperar as
transmissões a eles endereçadas.

20. COMUTAÇÃO DE
CIRCUITOS
Utilização permanente
transmissão.
de
recursos
durante
toda
a
20
É uma técnica apropriada para sistemas de comunicações
que apresentam tráfego constante (por exemplo, a
comunicação de voz), necessitando de uma conexão
dedicada para a transferência de informações contínuas.

21. COMUTAÇÃO DE
PACOTES
Conhecida também como rede de armazenamento e
encaminhamento, ela encaminha pacotes de sua origem para
o destino.
21
Cada pacote chega a um nó e é armazenado e processado
por um programa que o transmite a um circuito de saída, que
o transferirá para outro nó mais próximo de seu destino final.

22. 22
PROTOCOLOS

23. PROTOCOLOS
Regras e formatos a serem usados na comunicação entre
processos a fim de realizar uma tarefa.
Especificam:
23
• Sequencia de mensagens que devem ser trocadas;
• Formatos dos dados nas mensagens.
Implementado por dois módulos de software localizados nos
computadores origem e destino.

24. CAMADAS DE
PROTOCOLO
O software de rede é organizado em uma hierarquia de
camadas.
24
Cada camada apresenta uma interface bem definida para as
camadas acima e implementa novos serviços sobre as
camadas abaixo.

25. PILHA DE
PROTOCOLOS
Modelo OSI (Open System Interconnection) – pilha de
protocolos que obedece ao modelo de referência de sete
camadas.
25
Esse modelo foi criado para estimular o desenvolvimento de
padrões de protocolo que atendessem aos requisitos dos
sistemas abertos.

26. MODELO OSI
Camada Física
Circuitos e hardware que materializam a rede, responsável
pela transmissão de dados binários.
Ex: Ethernet.
Camada de Enlace
Transmissão de pacotes entre nós diretamente ligados por
um enlace físico.
Ex: MAC Ethernet
Camada de Rede
Transfere pacotes entre computadores em uma rede.
26
Ex: IP

27. MODELO OSI
Camada de Transporte
Endereçamento de mensagens a portas de comunicação associadas a
processos.
Ex: TCP, UDP
Camada de Sessão
Confiabilidade e adaptação: detecção de falhas e recuperação
automática.
Camada de Apresentação
Cuida da transmissão de dados em diferentes formatos de
representação.
Camada de Aplicação
Ex: FTP, HTTP, SMTP
27
Atendem a requisitos de aplicativos específicos.

28. 28
MODELO OSI

29. 29
ENDEREÇAMENTO E
TRANSMISSÃO DE PACOTES NA
REDE

30. ENDEREÇAMENTO
A entrega de mensagens é feita com base no endereço de
rede de um computador e um número de porta.
30
• O endereço de rede identifica o computador exclusivamente
e permite sua localização pelos nós de roteamento.
• Na internet, cada computador recebe o seu endereço IP, que
é utilizado para identificá-lo, assim como também a sua subrede.
Serviços da internet bem conhecidos, como HTTP (80) e FTP
(21), receberam números de porta registrados.

31. REDES BASEADAS EM
DATAGRAMAS
• A distribuição de cada pacote é um procedimento
independente, nenhuma configuração é exigida e a rede
não mantém informações sobre o pacote entregue.
• Uma sequencia de pacotes de um host para um único destino
pode seguir rotas diferentes e chegar fora da sequencia em
que foram emitidos.
31
Todo datagrama contém o endereço de rede dos hosts de
origem e destino.

32. REDES BASEADAS EM
CIRCUITO VIRTUAL
• Um circuito virtual é configurado antes que os pacotes
possam passar de um host de origem A para um host de
destino B.
• O estabelecimento de um circuito virtual envolve a definição
de uma rota entre origem e destino. Em cada nó ao longo
da rota é criada uma tabela indicando qual enlace deve ser
usado para atingir a próxima etapa da rota.
32
• Cada pacote da camada de rede contém apenas o número
do circuito virtual ao invés do número de origem e destino.

33. ROTEAMENTO
Rotear pacotes é necessário sempre que existe a interligação
de redes permitindo a comunicação entre seus hosts.
33
Em redes de grande dimensão, é aplicado o roteamento
adaptativo: a melhor rota de comunicação entre dois pontos
é periodicamente reavaliada, considerando o tráfego da rede e
as falhas, como conexões desfeitas ou nós de roteamento
danificados.

34. PROTOCOLOS
INTERNET
Endereçamento IP
Protocolo IP
Protocolo UDP
34
Protocolo TCP

35. PROTOCOLOS
INTERNET
A internet utiliza dois protocolos de transporte: TCP e UDP.
A ampla adoção do protocolo TCP/IP e dos protocolos de
aplicação da internet em redes de pesquisa permitiu a integração
dessas em uma única rede.
35
Existem muitos serviços e protocolos em nível de aplicação
baseados em TCP/IP, destacando: a web (HTTP), email
(SMTP,POP), newnews (NNTP), transferência de arquivos
(FTP), Telnet (telnet).

36. 36
PROTOCOLOS
INTERNET

37. 37
ENDEREÇAMENTO IP

38. ENDEREÇAMENTO IP
Existe um endereço IP para cada host na internet – número
identificador de 32 bits, contendo:
38
• um identificador de rede
• um identificador de host.

39. ENDEREÇAMENTO IP
• Endereços de internet:
• todos identificadores de host em 0, são usados para
identificar a rede.
• todos identificadores de host em 1, são usados para enviar
mensagens a todos os hots conectados na rede (broadcast).
Roteamento sem classes (CIDR)
39
• Uso de máscaras para que fossem realizadas as tarefas de
roteamento e distinguir a qual subrede uma mensagem deve
ser entregue.

40. PROTOCOLO IP
Transmite datagramas de um host para outro.
Serviço de entrega não confiável, pois não há garantia da
entrega dos datagramas.
40
Os datagramas podem ser perdidos, duplicados, retardados
ou entregues fora de ordem quando as redes falham ou buffers
de destino estão cheios.

41. NAT – NETWORK
ADDRESS TRANSLATION
Nem todos os computadores que acessam a Internet precisam
receber endereços IP globalmente exclusivos.
Computadores ligados a uma rede local acessam a Internet por
meio de um roteador com suporte a NAT.
41
A rede doméstica recebe um único IP registrado de seu
provedor de Internet.

42. 42
NAT – NETWORK
ADDRESS TRANSLATION

43. PROTOCOLOS UDP E
TCP
Fornecem os recursos de comunicação via Internet de uma
forma prática para os programas.
Uso de portas: enquanto o IP fornece comunicação entre
computadores, TCP e UDP fornecem comunicação entre
processos.
43
Isso é feito com o uso de portas, utilizados para endereçar
mensagens para processos em um computador em particular.

44. PROTOCOLO UDP
Adiciona ao IP número de porta origem e destino, um campo
de comprimento e a soma de verificação.
Não oferece garantia de entrega e não oferece mecanismos de
confiabilidade adicionais.
44
Uso é restrito a aplicativos e serviços que não exigem
entrega confiável de uma ou várias mensagens.

45. PROTOCOLO TCP
Fornece serviço de transporte mais sofisticado.
Oferece entrega confiável por meio de data stream.
45
Orientado a conexão: antes de iniciar a transmissão, os
processos destino e origem devem estabelecer um canal de
comunicação.

46. PROTOCOLO TCP
Adiciona mecanismos para satisfazer a confiabilidade:
• Sequenciamento:
• O destino usa os números de sequencia para ordenar os
segmentos recebidos.
• Controle de fluxo:
• o remetente toma cuidado para não sobrecarregar o destino ou os
nós intermediários.
• Retransmissão:
• Se um segmento não for confirmado, o remetente retransmitirá.
• Buffers:
• o uso do buffer de entrada do receptor é usado para balancear o
fluxo entre remetente e destino.
• Soma de verificação:
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• cada segmento mantém uma soma de verificação abrangendo o
cabeçalho e os dados do segmento.

47. REFERÊNCIAS
COMPLEMENTARES
Apostilas em Geral
http://www.apostilando.com/sessao.php?cod=17
Redes Linux
http://www.inf.pucrs.br/~benso/gerencia_redes/2005/manuais
/Administracao%20de%20Redes.pdf
http://www3.fsa.br/localuser/sdtr/apostilas/redes_apostila_ad
m_linux.pdf
Rede Doméstica no Windows
47
http://windows.microsoft.com/pt-br/windows7/start-here-toset-up-a-home-network-in-windows-7

48. SISTEMAS
DISTRIBUÍDOS
REDES DE
COMPUTADORES
48
ARTHUR EMANUEL DE OLIVEIRA
CAROSIA