Fundamentos de redes de computadores
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Fundamentos de Redes de Fundamentos de Redes de ComputadoresComputadores
Prof. Esp. Nelson Gonçalves JuniorProf. Esp. Nelson Gonçalves Junior
E M E N T AE M E N T A
Introdução às Redes. Conceitos Básicos de Redes: Introdução às Redes. Conceitos Básicos de Redes: Terminologia de redes, Protocolos de rede, Modelos Terminologia de redes, Protocolos de rede, Modelos de Redes e Modelo OSI. Meios Físicos para Redes. de Redes e Modelo OSI. Meios Físicos para Redes. Noções de Cabeamento. Ferramentas para Noções de Cabeamento. Ferramentas para cabeamento. Conceitos Básicos de Ethernet. cabeamento. Conceitos Básicos de Ethernet. Tecnologias Ethernet. Comutação Ethernet. Tecnologias Ethernet. Comutação Ethernet. Conjunto de Protocolos TCP/IP (Transmission Control Conjunto de Protocolos TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol). Endereçamento IP Protocol / Internet Protocol). Endereçamento IP (Internet Protocol). Conceitos Básicos de Roteamento (Internet Protocol). Conceitos Básicos de Roteamento e de Sub-redes. Camada de Transporte TCP/IP. e de Sub-redes. Camada de Transporte TCP/IP. Camada de Aplicação.Camada de Aplicação.
O B J E T I V O SO B J E T I V O S
Apresentar ao aluno os fundamentos da matemática, Apresentar ao aluno os fundamentos da matemática, terminologia e modelos utilizados em redes de terminologia e modelos utilizados em redes de computadores. Mostrar os meios físicos de rede, computadores. Mostrar os meios físicos de rede, como cobre, fibra ótica e sem fio. Capacitar o aluno a como cobre, fibra ótica e sem fio. Capacitar o aluno a fazer e testar cabeamento de LAN e WAN. Mostrar a fazer e testar cabeamento de LAN e WAN. Mostrar a operação Ethernet e as versões Ethernet de 10, 100 e operação Ethernet e as versões Ethernet de 10, 100 e 1000 Mbps. Estudar a comutação Ethernet, o 1000 Mbps. Estudar a comutação Ethernet, o endereçamento IP e a divisão em sub-redes. endereçamento IP e a divisão em sub-redes. Compreender os protocolos IP, TCP e UDP. Conhecer Compreender os protocolos IP, TCP e UDP. Conhecer os protocolos da camada de aplicação. os protocolos da camada de aplicação.
DÚVIDAS OU COMENTÁRIOSDÚVIDAS OU COMENTÁRIOS
Redes de ComputadoresRedes de ComputadoresCaracterísticas, Serviços e TendênciasCaracterísticas, Serviços e Tendências
Prof. Esp. Nelson Gonçalves JuniorProf. Esp. Nelson Gonçalves Junior
AgendaAgenda
Parte 1: Caracterização e evolução das Parte 1: Caracterização e evolução das Redes de ComputadoresRedes de Computadores
Parte 2: Tecnologias, Serviços e Parte 2: Tecnologias, Serviços e TendênciasTendências
Redes de ComputadoresRedes de Computadores
Parte 1: Caracterização e evolução das Parte 1: Caracterização e evolução das Redes de ComputadoresRedes de Computadores
Por que Redes de Comunicação?Por que Redes de Comunicação?
A necessidade de troca de informações e compartilhamento de A necessidade de troca de informações e compartilhamento de recursosrecursos
Evolução:Evolução:
Redes de Computadores
Fumaça Pássaros Mensageiros Caminhões Telégrafos Telefone
Redes fechadas (BBS) e E-Mail Internet
O que são redes de Comunicação?O que são redes de Comunicação?(Ponto de Vista do Usuário)(Ponto de Vista do Usuário)
As redes oferecem um serviço básico: transportar informaçãoAs redes oferecem um serviço básico: transportar informação
O que distingue os diversos tipos de redes?O que distingue os diversos tipos de redes?
Os serviços que elas provêem Os serviços que elas provêem
O que distingue os serviços?O que distingue os serviços?
Redes de Computadores
Latência Taxa de Perdas Largura de Banda Número de Usuários Interface dos Serviços (como invocar?)
Outros detalhes(confiabilidade, tempo real, etc.)
O que são redes de Comunicação?O que são redes de Comunicação?(Ponto de Vista da Infra-estrutura)(Ponto de Vista da Infra-estrutura)
Elétrons e Fótons como meio de comunicaçãoElétrons e Fótons como meio de comunicação
Enlaces: Fibra Ótica, Fio de Cobre, Ondas e Microondas (Satélite)Enlaces: Fibra Ótica, Fio de Cobre, Ondas e Microondas (Satélite)
Chaveamento: mecânico, eletrônico, ótico, Chaveamento: mecânico, eletrônico, ótico, CrossBar...CrossBar...
Protocolos: Voz, TCP/IP, ATM, SONET, Ethernet, PPP, IPX ...Protocolos: Voz, TCP/IP, ATM, SONET, Ethernet, PPP, IPX ...
Funcionalidades: roteamento, controle de erro, controle de Funcionalidades: roteamento, controle de erro, controle de congestionamento, qualidade do serviço (QoS)...congestionamento, qualidade do serviço (QoS)...
Aplicações: Conversa (Chat), FTP, WEB, E-MAIL, Colaboração...Aplicações: Conversa (Chat), FTP, WEB, E-MAIL, Colaboração...
Redes de Computadores
Por que Redes de Computadores?Por que Redes de Computadores?
Compartilhamento de informações (Dados)Compartilhamento de informações (Dados)
Compartilhamento de recursos (Interligados às máquinas)Compartilhamento de recursos (Interligados às máquinas)
Comunicação pessoal (e-mail, chat, voz)Comunicação pessoal (e-mail, chat, voz)
Utilização remota de computadoresUtilização remota de computadores
Compartilhamento de processamento (processamento distribuído)Compartilhamento de processamento (processamento distribuído)
Gerenciamento centralizado de recursos e dados distribuídosGerenciamento centralizado de recursos e dados distribuídos
Computação colaborativaComputação colaborativa
Economia de recursos em escalaEconomia de recursos em escala
Redes de Computadores
Evolução das Redes de ComputadoresEvolução das Redes de Computadores(Histórico)(Histórico)
Até 1960: Projetos individuais de WAN e LANAté 1960: Projetos individuais de WAN e LAN
1960: A DARPA (1960: A DARPA (Department of Defense Advance Research Department of Defense Advance Research Projects AgencyProjects Agency) financia a pesquisa de uma nova tecnologia ) financia a pesquisa de uma nova tecnologia chamada Chaveamento de Pacotes que seria radicalmente chamada Chaveamento de Pacotes que seria radicalmente diference da existente na telefonia (Chaveamento de Circuitos)diference da existente na telefonia (Chaveamento de Circuitos)
1969: Desenvolvimento do primeiro IMP(1969: Desenvolvimento do primeiro IMP(Interface Message Interface Message ProcessorProcessor). Nasce a ARPANET com quatro nós interligados.). Nasce a ARPANET com quatro nós interligados.
1972: Primeira aplicação interessante: E-Mail. Surge a idéia de 1972: Primeira aplicação interessante: E-Mail. Surge a idéia de arquiteturas entre-redes (internetworking).arquiteturas entre-redes (internetworking).
1973: Estudos de uma arquitetura aberta entre-redes que depois se 1973: Estudos de uma arquitetura aberta entre-redes que depois se tornaria o TCP/IPtornaria o TCP/IP
Redes de Computadores
Evolução das Redes de ComputadoresEvolução das Redes de Computadores(Histórico)(Histórico)
1973: Desenvolvimento da Ethernet na Xerox PARC1973: Desenvolvimento da Ethernet na Xerox PARC
1975: ARPANET atinge quase uma centena de nós1975: ARPANET atinge quase uma centena de nós
1977: Primeiras experiências com arquiteturas entre-redes1977: Primeiras experiências com arquiteturas entre-redes
1980: ARPANET planeja adotar o TCP/IP como protocolo1980: ARPANET planeja adotar o TCP/IP como protocolo
1983: ARPANET migra do antigo NCP para o TCP/IP e se divide 1983: ARPANET migra do antigo NCP para o TCP/IP e se divide em duas redes: MILNET (militar) e ARPANET (pesquisa)em duas redes: MILNET (militar) e ARPANET (pesquisa)
1985: Inicio da Internet comercial. Criação do 1985: Inicio da Internet comercial. Criação do backbonebackbone NFSNET NFSNET
1988: Interligação dos sistemas de e-mail das principais redes de 1988: Interligação dos sistemas de e-mail das principais redes de BBS fechadas (Compuserve, Sprint) à InternetBBS fechadas (Compuserve, Sprint) à Internet
Redes de Computadores
Evolução das Redes de ComputadoresEvolução das Redes de Computadores(Histórico)(Histórico)
1989: Testes experimentais da rede WWW1989: Testes experimentais da rede WWW
1990: ARPANET se aposenta1990: ARPANET se aposenta
1991: Aumento exponencial do número de redes, nós e tráfego. 1991: Aumento exponencial do número de redes, nós e tráfego. Inicio da privatização dos Inicio da privatização dos backbonesbackbones
1992: Surgem os Navegadores comerciais (Netscape). Explosão 1992: Surgem os Navegadores comerciais (Netscape). Explosão da WWWda WWW
1995: NFSNET se aposenta. Cerca de 300 provedores de internet 1995: NFSNET se aposenta. Cerca de 300 provedores de internet em operação. 30.000 em operação. 30.000 sitessites na rede, dobrando a cada dois meses na rede, dobrando a cada dois meses
1996-2000: Explosão de usuários e países conectados. Conexão 1996-2000: Explosão de usuários e países conectados. Conexão móvel. Aumento no número de aplicações e serviços (e-comércio).móvel. Aumento no número de aplicações e serviços (e-comércio).
Redes de Computadores
Evolução das Redes de ComputadoresEvolução das Redes de Computadores(Histórico)(Histórico)
2000: Desenvolvimento e popularização dos serviços de 2000: Desenvolvimento e popularização dos serviços de compartilhamento de arquivos e dados (Napster). Explosão dos compartilhamento de arquivos e dados (Napster). Explosão dos vírus e vermes por e-mail. Banda larga (xDSL, satélite, cabo)vírus e vermes por e-mail. Banda larga (xDSL, satélite, cabo)
2001: Desenvolvimento e popularização dos serviços ponto-a-2001: Desenvolvimento e popularização dos serviços ponto-a-ponto. GNUtella, Morpheusponto. GNUtella, Morpheus
Redes de Computadores
Evolução das Redes de ComputadoresEvolução das Redes de Computadores(Linha de Tempo)(Linha de Tempo)
Redes de Computadores
1968 2001
1969ARPANET
1972E-Mail
1973Ethernet
1975ARPANET: 100 nós
1983Adoção do TCP/IP
1985Internet Comercial
1989Início da WWW
1991Explosão da rede
1995Privatização dos Backbones
1996 - 2000Explosão de usuários
2000Banda Larga
2001Ponto-a-Ponto
Velocidade
56Kbps(<100 nós)
1.5Mbps(10.000 nós)
45Mbps(16 sub-backbones)
2.2Gbps(+10Milhões nós)
Redes de Computadores
Evolução das Redes de ComputadoresEvolução das Redes de Computadores(Número de (Número de HostsHosts na Internet 1969-2001) na Internet 1969-2001)
Quem-é-quem na InternetQuem-é-quem na Internet
Redes de Computadores
Internet Engineering Task Force (IETF)Internet Engineering Task Force (IETF):: Trabalha com a Trabalha com a especificação e desenvolvimento de protocolos. Especifica RFCs.especificação e desenvolvimento de protocolos. Especifica RFCs.
Internet Research Task Force (IRTF)Internet Research Task Force (IRTF): Abrange vários grupos de : Abrange vários grupos de pesquisa específicos e de longa duraçãopesquisa específicos e de longa duração
Internet Architecture Board (IAB)Internet Architecture Board (IAB): Responsável pela definição da : Responsável pela definição da arquitetura geral da Internet, serve como guia para o IETFarquitetura geral da Internet, serve como guia para o IETF
Internet Engineering Steering Group (IEGS)Internet Engineering Steering Group (IEGS): É responsável pelo : É responsável pelo gerenciamento técnico das atividades do IETF, e os processos de gerenciamento técnico das atividades do IETF, e os processos de padronização da Internet. padronização da Internet.
Categorização das Redes de ComputadoresCategorização das Redes de Computadores
Redes de Computadores
As redes de computadores podem ser categorizadas em duas As redes de computadores podem ser categorizadas em duas categorias principais: categorias principais:
Redes Locais (LANs):Redes Locais (LANs): Interligam computadores, e Interligam computadores, e equipamentos que operam dentro da mesma área (prédio, equipamentos que operam dentro da mesma área (prédio, quarteirão).quarteirão).
Redes de Longa Distância (WANs):Redes de Longa Distância (WANs): Interligam outras Interligam outras redes de computadores (LANs) que estão a grandes redes de computadores (LANs) que estão a grandes distâncias físicas (bairros, cidades, países).distâncias físicas (bairros, cidades, países).
Categorização das Redes de ComputadoresCategorização das Redes de Computadores
Redes de Computadores
Computadores são interligados diretamente na rede através de Computadores são interligados diretamente na rede através de uma interface de redeuma interface de rede
Geralmente estão instaladas num local que cobre uma pequena Geralmente estão instaladas num local que cobre uma pequena área geográficaárea geográfica
Taxas de transferência bastante alta: 1 Mbps a 100 MbpsTaxas de transferência bastante alta: 1 Mbps a 100 Mbps
Baixa taxa de errosBaixa taxa de erros
Geralmente pertence a uma única empresaGeralmente pertence a uma única empresa
Usam geralmente as topologias de barramento, anel e árvoreUsam geralmente as topologias de barramento, anel e árvore
Redes Locais (LANs):Redes Locais (LANs):
Categorização das Redes de ComputadoresCategorização das Redes de Computadores
Redes de Computadores
Redes de Longa Distância (WANs):Redes de Longa Distância (WANs):
Os canais ou meios de comunicação são geralmente providos Os canais ou meios de comunicação são geralmente providos por uma operadora e são geralmente alugadospor uma operadora e são geralmente alugados
São geralmente bastante confiáveisSão geralmente bastante confiáveis
São geralmente mais lentas (exceto os São geralmente mais lentas (exceto os backbonesbackbones) quando ) quando comparados a redes locais. Variam normalmente entre 128Kbps comparados a redes locais. Variam normalmente entre 128Kbps a 45Mbpsa 45Mbps
Os nós estão geralmente muito distantes (Grande dispersão Os nós estão geralmente muito distantes (Grande dispersão geográfica)geográfica)
Provêm serviços de transporte de dadosProvêm serviços de transporte de dados
Organização das Redes de ComputadoresOrganização das Redes de Computadores
Redes de Computadores
Qualquer sistema de comunicação consiste de uma origem, um Qualquer sistema de comunicação consiste de uma origem, um meio e um destino. No caso das redes de computadores, existe um meio e um destino. No caso das redes de computadores, existe um outro fator a ser considerado: qual método é empregado para a outro fator a ser considerado: qual método é empregado para a informação transmitida chegar ao destino. Neste contexto, as redes informação transmitida chegar ao destino. Neste contexto, as redes podem ser dividias em duas grandes áreas:podem ser dividias em duas grandes áreas:
Sistemas por Difusão (Sistemas por Difusão (BroadcastBroadcast):): Mensagens transmitidas Mensagens transmitidas são recebidas por todos os nóssão recebidas por todos os nós
Sistemas Direcionados (Sistemas Direcionados (UnicastUnicast):): Mensagens transmitidas Mensagens transmitidas são recebidas apenas pelo nó destinosão recebidas apenas pelo nó destino
As características de uma rede particular dependem muito da As características de uma rede particular dependem muito da maneira como os componentes da redes são conectados uns aos maneira como os componentes da redes são conectados uns aos outros: sua outros: sua topologiatopologia
Organização das Redes de ComputadoresOrganização das Redes de Computadores
Redes de Computadores
Topologias: ÁrvoreTopologias: Árvore
Organização das Redes de ComputadoresOrganização das Redes de Computadores
Redes de Computadores
Topologias: ÁrvoreTopologias: Árvore
Características:Características:
Comumente utilizada em Redes de Longa distânciaComumente utilizada em Redes de Longa distância
Se a maioria das tarefas é associada ao nó do topo, então ele Se a maioria das tarefas é associada ao nó do topo, então ele poderá se tornar um gargalopoderá se tornar um gargalo
Se o nó do topo sai fora de operação, então toda a rede é Se o nó do topo sai fora de operação, então toda a rede é disabilitadadisabilitada
Nós adicionais podem ser facilmente colocados na parte de Nós adicionais podem ser facilmente colocados na parte de baixo da árvorebaixo da árvore
Organização das Redes de ComputadoresOrganização das Redes de Computadores
Redes de Computadores
Topologias: EstrelaTopologias: Estrela
Organização das Redes de ComputadoresOrganização das Redes de Computadores
Redes de Computadores
Topologias: EstrelaTopologias: Estrela
Características:Características:
Geralmente utilizada em Redes de Longa distância, mas Geralmente utilizada em Redes de Longa distância, mas existem também Redes Locais com essa topologiaexistem também Redes Locais com essa topologia
Fácil de configurarFácil de configurar
Requerimento de software são simples de configurar pois não Requerimento de software são simples de configurar pois não existem problemas de roteamento complexoexistem problemas de roteamento complexo
Recursos compartilhados devem estar conectados ao nó Recursos compartilhados devem estar conectados ao nó centralcentral
Organização das Redes de ComputadoresOrganização das Redes de Computadores
Redes de Computadores
Topologias: AnelTopologias: Anel
MonitorMonitorRepetidorRepetidor
Organização das Redes de ComputadoresOrganização das Redes de Computadores
Redes de Computadores
Topologias: AnelTopologias: Anel
Características:Características:
São inerentemente Sistemas for Difusão (São inerentemente Sistemas for Difusão (BroadcastBroadcast))
Cada estação está conectada à rede via um repetidorCada estação está conectada à rede via um repetidor
A maioria dos anéis possui um monitor para remover pacotes A maioria dos anéis possui um monitor para remover pacotes corruptos ou indesejados da redecorruptos ou indesejados da rede
São rápidas e confiáveis. Podem continuar operando mesmo São rápidas e confiáveis. Podem continuar operando mesmo que nós falhemque nós falhem
Se o anel for interrompido, toda a rede paraSe o anel for interrompido, toda a rede para
Organização das Redes de ComputadoresOrganização das Redes de Computadores
Redes de Computadores
Topologias: BarramentoTopologias: Barramento
Organização das Redes de ComputadoresOrganização das Redes de Computadores
Redes de Computadores
Topologias: BarramentoTopologias: Barramento
Características:Características:
São inerentemente Sistemas for Difusão (São inerentemente Sistemas for Difusão (BroadcastBroadcast))
O cabo deve possuir terminadores para evitar “eco”O cabo deve possuir terminadores para evitar “eco”
Apenas uma mensagem pode estar no barramento em um Apenas uma mensagem pode estar no barramento em um instanteinstante
Geralmente utilizada para Redes locaisGeralmente utilizada para Redes locais
Baixo custo e fáceis de se configurarBaixo custo e fáceis de se configurar
Organização das Redes de ComputadoresOrganização das Redes de Computadores
Redes de Computadores
Topologias: MalhaTopologias: Malha
Organização das Redes de ComputadoresOrganização das Redes de Computadores
Redes de Computadores
Topologias: MalhaTopologias: Malha
Características:Características:
Utilizadas em Redes de Longa DistânciaUtilizadas em Redes de Longa Distância
Se todos os nós estão conectados com todos são Se todos os nós estão conectados com todos são denominadas de “totalmente conectadas”denominadas de “totalmente conectadas”
Relativamente imunes a gargalos e falha de componentesRelativamente imunes a gargalos e falha de componentes
Como existe uma variedade de caminhos, tráfego pode ser Como existe uma variedade de caminhos, tráfego pode ser roteado evitando nós com defeitoroteado evitando nós com defeito
Podem ter alto custoPodem ter alto custo
Tecnologias das Redes de ComputadoresTecnologias das Redes de Computadores
Redes de Computadores
Meios de Transmissão: Cabo Co-AxialMeios de Transmissão: Cabo Co-Axial
TransceptorTransceptorPara InterfacePara Interface
Tecnologias das Redes de ComputadoresTecnologias das Redes de Computadores
Redes de Computadores
Meios de Transmissão: Cabo Co-AxialMeios de Transmissão: Cabo Co-Axial
Possuem duas formas principais:Possuem duas formas principais:
Cabo Grosso: Também conhecido como “Cabo Amarelo”, é a Cabo Grosso: Também conhecido como “Cabo Amarelo”, é a forma original. Sua capacidade em termos de velocidade e forma original. Sua capacidade em termos de velocidade e distância é grande, mas seu custo é alto e suas espessura distância é grande, mas seu custo é alto e suas espessura dificulta sua passagem.dificulta sua passagem.
Cabo Fino: Foi criada para reduzir custos. Está associado Cabo Fino: Foi criada para reduzir custos. Está associado principalmente à redes Ethernet. Sua capacidade de distância principalmente à redes Ethernet. Sua capacidade de distância é reduzida.é reduzida.
Tecnologias das Redes de ComputadoresTecnologias das Redes de Computadores
Redes de Computadores
Meios de Transmissão: Cabo Co-AxialMeios de Transmissão: Cabo Co-Axial
Vantagens:Vantagens:
Alta capacidadeAlta capacidade
Resistência a interferênciasResistência a interferências
Desvantagens:Desvantagens:
Sua espessura dificulta a passagemSua espessura dificulta a passagem
Se o cabo for interrompido, a rede paraSe o cabo for interrompido, a rede para
Custo mais altoCusto mais alto
Tecnologias das Redes de ComputadoresTecnologias das Redes de Computadores
Redes de Computadores
Meios de Transmissão: Par TrançadoMeios de Transmissão: Par Trançado
É a forma mais comum de cabeamento atualmente. Consiste em É a forma mais comum de cabeamento atualmente. Consiste em pares de fios trançados para reduzir as interferências entre pares pares de fios trançados para reduzir as interferências entre pares adjacentes no mesmo cabo.adjacentes no mesmo cabo.
Tecnologias das Redes de ComputadoresTecnologias das Redes de Computadores
Redes de Computadores
Meios de Transmissão: Par TrançadoMeios de Transmissão: Par Trançado
Existem três tipos principais:Existem três tipos principais:
Unscreened: Unscreened: Os cabos estão apenas trançados, sem outra Os cabos estão apenas trançados, sem outra proteção. Baixo custo e fácil manipulação. Alta taxa de erros e proteção. Baixo custo e fácil manipulação. Alta taxa de erros e distâncias mais curtas.distâncias mais curtas.
Screened: Screened: Os cabos são envolvidos numa fita metálica. Os cabos são envolvidos numa fita metálica. Reduz erros mas aumenta o custo.Reduz erros mas aumenta o custo.
Uniforme: Recente. Os pares são trançados uniformemente Uniforme: Recente. Os pares são trançados uniformemente na fabricação. Bastante imune a ruídos e custo mais alto.na fabricação. Bastante imune a ruídos e custo mais alto.
Tecnologias das Redes de ComputadoresTecnologias das Redes de Computadores
Redes de Computadores
Meios de Transmissão: Par TrançadoMeios de Transmissão: Par Trançado
As conexões com Par Trançado para redes com mais de dois nós As conexões com Par Trançado para redes com mais de dois nós são feitas através de uma central de fiação, conhecida como são feitas através de uma central de fiação, conhecida como HUBHUB. .
HUBHUB
Tecnologias das Redes de ComputadoresTecnologias das Redes de Computadores
Redes de Computadores
Meios de Transmissão: Par TrançadoMeios de Transmissão: Par Trançado
Vantagens:Vantagens:
Baixo custoBaixo custo
Fácil instalaçãoFácil instalação
Imune a problemas em segmentos individuaisImune a problemas em segmentos individuais
Desvantagens:Desvantagens:
Pode ser mais suscetível a ruídosPode ser mais suscetível a ruídos
Geralmente o comprimento do cabo é mais limitadoGeralmente o comprimento do cabo é mais limitado
Tecnologias das Redes de ComputadoresTecnologias das Redes de Computadores
Redes de Computadores
Meios de Transmissão: Fibra ÓticaMeios de Transmissão: Fibra ÓticaSão formadas por um ou mais fibras de vidro (120 micrometros de São formadas por um ou mais fibras de vidro (120 micrometros de
diâmetro) , envolvidas por uma camada de proteção e material de diâmetro) , envolvidas por uma camada de proteção e material de reforço e encapsuladas em cabos.reforço e encapsuladas em cabos.
Tecnologias das Redes de ComputadoresTecnologias das Redes de Computadores
Redes de Computadores
Meios de Transmissão: Fibra ÓticaMeios de Transmissão: Fibra ÓticaVantagens:Vantagens:
Podem carregar uma quantidade muito grande de dados Podem carregar uma quantidade muito grande de dados através de grandes distâncias (~50Km) e sem repetidoresatravés de grandes distâncias (~50Km) e sem repetidores
São imunes a interferências comunsSão imunes a interferências comuns
Segurança (difícil de grampear)Segurança (difícil de grampear)
Bastante levesBastante leves
Desvantagens:Desvantagens:
Alto custoAlto custo
Precisa de mão de obra especializa para implantarPrecisa de mão de obra especializa para implantar
Caracterização das redes de computadoresCaracterização das redes de computadores
Largura de BandaLargura de Banda
ConfiabilidadeConfiabilidade
LatênciaLatência
ProtocoloProtocolo
Redes de Computadores
Caracterização das redes de computadoresCaracterização das redes de computadores
1.1. Latência/AtrasoLatência/Atraso
É a quantidade de tempo requerida para se transferir um bit de É a quantidade de tempo requerida para se transferir um bit de dado de um ponto a outrodado de um ponto a outro
Redes de Computadores
É oriunda de muitas fontes:É oriunda de muitas fontes:
1.1. Velocidade da luz (21 ms do norte ao sul, 8.25 ms por ZT)Velocidade da luz (21 ms do norte ao sul, 8.25 ms por ZT)
2.2. Os próprios nós da rede (PCs) – hardware, kernel, etc.Os próprios nós da rede (PCs) – hardware, kernel, etc.
3.3. A própria rede (10 ms local) – a cada A própria rede (10 ms local) – a cada hophop aumenta aumenta
Transcontinental: 60-150 msTranscontinental: 60-150 ms Intercontinental: 250-500 msIntercontinental: 250-500 ms
INTERNET via Modem: mínimo 100 msINTERNET via Modem: mínimo 100 ms
Caracterização das redes de computadoresCaracterização das redes de computadores
1.1. Largura de BandaLargura de Banda
É a taxa de bits que a rede consegue enviar ao destino por unidade É a taxa de bits que a rede consegue enviar ao destino por unidade de tempode tempo
Influenciada pelo tipo de conexão física (56Kbps a 1Gbps)Influenciada pelo tipo de conexão física (56Kbps a 1Gbps)
Modem (14Kbps a 56Kbps)Modem (14Kbps a 56Kbps)
Lan (10 a 100 Mbps)Lan (10 a 100 Mbps)
Gigabite (1 a 10 Gbps)Gigabite (1 a 10 Gbps)
Muito importante distinguir de latênciaMuito importante distinguir de latência
Redes de Computadores
Caracterização das redes de computadoresCaracterização das redes de computadores
1.1. ConfiabilidadeConfiabilidade
A a medida da quantidade de dado é perdida pela rede na sua A a medida da quantidade de dado é perdida pela rede na sua jornada da fonte para a origemjornada da fonte para a origem
1.1. Destarte: O pacote é descartado pelos elementos ativos da Destarte: O pacote é descartado pelos elementos ativos da rederede
2.2. Corrupção: O pacote chega, mas seus dados se alteraramCorrupção: O pacote chega, mas seus dados se alteraram
CRCsCRCs
Códigos de correção de erro (ECC)Códigos de correção de erro (ECC)
Redes de Computadores
Caracterização das redes de computadoresCaracterização das redes de computadores
1.1. Protocolos de comunicaçãoProtocolos de comunicação
Descrevem o conjunto de “regras” que duas aplicações utilizam Descrevem o conjunto de “regras” que duas aplicações utilizam para comunicar-separa comunicar-se
1.1. Formatos de pacotesFormatos de pacotes
2.2. SemânticaSemântica
3.3. Tratamento de erroTratamento de erro
Redes de Computadores
Protocolos de ComunicaçãoProtocolos de Comunicação
Redes de Computadores
O que são protocolos?O que são protocolos?São regras que definem o formato e a ordem das mensagens São regras que definem o formato e a ordem das mensagens
enviadas e recebidas pelas entidades da rede, e ainda ações a enviadas e recebidas pelas entidades da rede, e ainda ações a serem tomadas na recepção e transmissão dessas mensagensserem tomadas na recepção e transmissão dessas mensagens
Protocolos Humanos:Protocolos Humanos:
Que horas são?Que horas são?
Olá, tudo bem?Olá, tudo bem?
Protocolos de Rede:Protocolos de Rede:
TCP/IPTCP/IP
IPXIPX
Protocolos de ComunicaçãoProtocolos de Comunicação
Redes de Computadores
O que são protocolos?O que são protocolos? TempoTempoProtocolo de RedeProtocolo de Rede
Req. conexão TCPReq. conexão TCP
Conexão aceitaConexão aceita
Pegue: www.foo.comPegue: www.foo.com
Index.htmIndex.htm
Protocolo HumanoProtocolo Humano
Olá!Olá!
Olá!Olá!
Que horas são?Que horas são?
10:3010:30
Protocolos de ComunicaçãoProtocolos de Comunicação
Redes de Computadores
O que são pilhas de protocolos?O que são pilhas de protocolos?Uma técnica para organizar um sistema de rede numa Uma técnica para organizar um sistema de rede numa
sucessão de camadas lógicas distintas, de forma que o serviço sucessão de camadas lógicas distintas, de forma que o serviço provido por uma camada é baseado apenas no serviço provido provido por uma camada é baseado apenas no serviço provido pela camada anterior (de nível mais baixo).pela camada anterior (de nível mais baixo).
Por que a organização em camadas?Por que a organização em camadas?
Sem organização em camadas: cada nova aplicação têm que Sem organização em camadas: cada nova aplicação têm que ser re-implementada para cada tecnologia de rede diferente!ser re-implementada para cada tecnologia de rede diferente!
TelnetTelnet FTPFTPHTTPHTTP
Cabo co-axialCabo co-axial Fibra óticaFibra ótica
AplicaçãoAplicação
Meio de TransmissãoMeio de Transmissão
Protocolos de ComunicaçãoProtocolos de Comunicação
Redes de Computadores
Por que a organização em camadas?Por que a organização em camadas?
Solução: Introduzir um nível intermediário que provê uma Solução: Introduzir um nível intermediário que provê uma única abstração para vários tecnologias de redeúnica abstração para vários tecnologias de rede
TelnetTelnet FTPFTPHTTPHTTP
Cabo co-axialCabo co-axial Fibra óticaFibra ótica
AplicaçãoAplicação
Meio de TransmissãoMeio de Transmissão
Nível IntermediárioNível Intermediário
Protocolos de ComunicaçãoProtocolos de Comunicação
Redes de Computadores
Organização em camadasOrganização em camadas
Vantagens:Vantagens:
Modularidade: protocolos mais fáceis de administrar e manterModularidade: protocolos mais fáceis de administrar e manter
Abstração da Funcionalidade: níveis inferiores podem ser Abstração da Funcionalidade: níveis inferiores podem ser mudados sem afetar os níveis superioresmudados sem afetar os níveis superiores
Reuso: níveis superiores podem reutilizar funcionalidade Reuso: níveis superiores podem reutilizar funcionalidade provida por níveis inferioresprovida por níveis inferiores
Desvantagens:Desvantagens:
Pode ser mais ineficientePode ser mais ineficiente
Protocolos de ComunicaçãoProtocolos de Comunicação
Redes de Computadores
Modelo de Referência ISO Modelo de Referência ISO (Open Systems Interconnection)(Open Systems Interconnection) da da ISO ISO (International Standards Organization)(International Standards Organization)
Modelo base para o desenvolvimento de sistemas abertos, Modelo base para o desenvolvimento de sistemas abertos, capazes de atender a requisitos de serviços oriundos de outros capazes de atender a requisitos de serviços oriundos de outros sistemas que satisfaçam um padrão comumsistemas que satisfaçam um padrão comum
Iniciado em 1978, com o primeiro padrão em 1979Iniciado em 1978, com o primeiro padrão em 1979
Sugere uma arquitetura estratificada em camadasSugere uma arquitetura estratificada em camadas
É apenas um modelo e não uma implementação específicaÉ apenas um modelo e não uma implementação específica
Protocolos de ComunicaçãoProtocolos de Comunicação
Redes de Computadores
Modelo de Referência ISO/OSIModelo de Referência ISO/OSI
Elementos Básicos:Elementos Básicos:
Processos de aplicaçãoProcessos de aplicação
ConexõesConexões
Sistemas computacionaisSistemas computacionais
Meios físicos para interconexãoMeios físicos para interconexão
Estruturação: feita em sete camadas com funções específicas para Estruturação: feita em sete camadas com funções específicas para oferecer serviçosoferecer serviços
Protocolos de ComunicaçãoProtocolos de Comunicação
Redes de Computadores
Modelo de Referência ISO/OSIModelo de Referência ISO/OSI
Fim a FimFim a FimPonto a PontoPonto a Ponto
AplicaçãoAplicação
ApresentaçãoApresentação
SessãoSessão
TransporteTransporte
RedeRede
EnlaceEnlace
FísicaFísica
AplicaçãoAplicação
ApresentaçãoApresentação
SessãoSessão
TransporteTransporte
RedeRede
EnlaceEnlace
FísicaFísica
RedeRede
EnlaceEnlace
FísicaFísica
Meio FísicoMeio Físico
Estruturação de CamadasEstruturação de Camadas
Protocolos de ComunicaçãoProtocolos de Comunicação
Redes de Computadores
Modelo de Referência ISO/OSIModelo de Referência ISO/OSI
Transmissão de DadosTransmissão de Dados
DadosDados
DadosDados
DadosDados
DadosDados
DadosDados
DadosDados
DadosDados
DadosDados
DadosDados
DadosDados
DadosDados
DadosDados
Uma camada pode utilizar apenas serviços providos pela camada imediatamenteUma camada pode utilizar apenas serviços providos pela camada imediatamente inferior a ela inferior a elaCada camada pode adicionar um cabeçalho ao pacote de dadosCada camada pode adicionar um cabeçalho ao pacote de dados
DadosDados DadosDados
Protocolos de ComunicaçãoProtocolos de Comunicação
Redes de Computadores
Modelo de Referência ISO/OSIModelo de Referência ISO/OSI
As informações trocadas entre entidades pares são denomidades As informações trocadas entre entidades pares são denomidades Unidades de Dados do Protocolo Unidades de Dados do Protocolo ou ou PDUPDU
Para que a comunicação entre unidades pares num nível possa Para que a comunicação entre unidades pares num nível possa ocorrer, é preciso que uma conexão no nível inferior tenha sido ocorrer, é preciso que uma conexão no nível inferior tenha sido estabelecida entre os sistemas comunicantesestabelecida entre os sistemas comunicantes
Alguns conceitos:Alguns conceitos:
Serviço: Diz o que uma camada fazServiço: Diz o que uma camada faz
Interface: Diz como acessar o ServiçoInterface: Diz como acessar o Serviço
Protocolo: Diz como a Interface é implementadaProtocolo: Diz como a Interface é implementada
Protocolos de ComunicaçãoProtocolos de Comunicação
Redes de Computadores
Modelo de Referência ISO/OSI – Camada Física (1)Modelo de Referência ISO/OSI – Camada Física (1)
ServiçoServiço: prover os meios mecânicos, elétricos e funcionais de : prover os meios mecânicos, elétricos e funcionais de procedimentos para ativar, manter e desativar conexões físicas procedimentos para ativar, manter e desativar conexões físicas para a transmissão de bits entre as entidadespara a transmissão de bits entre as entidades
Interface:Interface: especifica como enviar um bit de informação especifica como enviar um bit de informação
Protocolo:Protocolo: esquema de codificação utilizado para representar um esquema de codificação utilizado para representar um bit, níveis de voltagem, duração de um bit, etc.bit, níveis de voltagem, duração de um bit, etc.
Exemplos: Cabo co-axial, ligações de fibra ótica, satéliteExemplos: Cabo co-axial, ligações de fibra ótica, satélite
Protocolos de ComunicaçãoProtocolos de Comunicação
Redes de Computadores
Modelo de Referência ISO/OSI – Cam. Enlace de Dados (2)Modelo de Referência ISO/OSI – Cam. Enlace de Dados (2)
Serviço:Serviço: controla a geração de quadros de informação, além de controla a geração de quadros de informação, além de controlar o envio e recebimento de dados através do meio físico, controlar o envio e recebimento de dados através do meio físico, detectando e corrigindo erros e garantindo a seqüenciação correta detectando e corrigindo erros e garantindo a seqüenciação correta dos dados, quando requeridodos dados, quando requerido
Interface:Interface: especifica como enviar uma unidade de dados (pacote) especifica como enviar uma unidade de dados (pacote) para uma máquina conectada no mesmo meio físicopara uma máquina conectada no mesmo meio físico
Protocolo:Protocolo: utiliza endereços do nível físico, implementa controle de utiliza endereços do nível físico, implementa controle de acesso ao meio (MAC) (ex: CSMA/CD)acesso ao meio (MAC) (ex: CSMA/CD)
Protocolos de ComunicaçãoProtocolos de Comunicação
Redes de Computadores
Modelo de Referência ISO/OSI – Camada de Rede (3)Modelo de Referência ISO/OSI – Camada de Rede (3)
Serviço:Serviço: enviar pacotes transparentemente para outros usuários enviar pacotes transparentemente para outros usuários da camada de rede num destino específico (pode ser em outra da camada de rede num destino específico (pode ser em outra rede física). Ela pode ainda segmentar e remontar pacotesrede física). Ela pode ainda segmentar e remontar pacotes
Interface:Interface: especifica como enviar um pacote para um destino especifica como enviar um pacote para um destino específicoespecífico
Protocolo:Protocolo: define um esquema de endereçamento global, depende define um esquema de endereçamento global, depende da construção de tabelas de roteamentoda construção de tabelas de roteamento
Protocolos de ComunicaçãoProtocolos de Comunicação
Redes de Computadores
Modelo de Referência ISO/OSI – Camada de Rede (3)Modelo de Referência ISO/OSI – Camada de Rede (3)
M1M1 M2M2
R1R1
R2R2R3R3
R4R4
R5R5
R6R6
Tab. RotasTab. RotasM2->R4M2->R4
......
Tab. RotasTab. RotasM2->R6M2->R6
......
Exemplo de Roteamento: Pacotes de M1 para M2Exemplo de Roteamento: Pacotes de M1 para M2
Protocolos de ComunicaçãoProtocolos de Comunicação
Redes de Computadores
Modelo de Referência ISO/OSI – Camada de Transporte (4)Modelo de Referência ISO/OSI – Camada de Transporte (4)
Serviço:Serviço: Prover uma conexão fim a fim livre de erros e com Prover uma conexão fim a fim livre de erros e com controle de fluxo. Multiplexar múltiplas conexões de transporte controle de fluxo. Multiplexar múltiplas conexões de transporte numa conexão de rede. Dividir uma conexão de transporte em numa conexão de rede. Dividir uma conexão de transporte em múltiplas conexões de rede. Prover comunicação orientada à múltiplas conexões de rede. Prover comunicação orientada à conexãoconexão
Interface:Interface: especifica como enviar um pacote para um destino especifica como enviar um pacote para um destino específicoespecífico
Protocolo:Protocolo: implementa confiabilidade (recuperação de erros) e implementa confiabilidade (recuperação de erros) e controle de fluxocontrole de fluxo
Exemplos: TCP e UDPExemplos: TCP e UDP
Protocolos de ComunicaçãoProtocolos de Comunicação
Redes de Computadores
Modelo de Referência ISO/OSI – Camada de Sessão (5)Modelo de Referência ISO/OSI – Camada de Sessão (5)
Serviço:Serviço: Prover aos usuários dos seus serviços meios para Prover aos usuários dos seus serviços meios para estabelecer conexões, chamadas sessões, e transferir dados de estabelecer conexões, chamadas sessões, e transferir dados de uma maneira ordenada. As sessões são conexões identificadas de uma maneira ordenada. As sessões são conexões identificadas de uma forma particular. Podem, por exemplo, conter a identificação uma forma particular. Podem, por exemplo, conter a identificação do usuáriodo usuário
Interface:Interface: depende do serviço depende do serviço
Protocolo:Protocolo: controle de acesso ao nível de usuários, pontos de controle de acesso ao nível de usuários, pontos de checagem (checagem (checkpointscheckpoints) e possíveis ações de reversão () e possíveis ações de reversão (rollbackirollbacki))
Protocolos de ComunicaçãoProtocolos de Comunicação
Redes de Computadores
Modelo de Referência ISO/OSI – Cam. de Apresentação (6)Modelo de Referência ISO/OSI – Cam. de Apresentação (6)
Serviço:Serviço: Converter dados entre diversas representações, Converter dados entre diversas representações, preservando o significado dos dados transportadospreservando o significado dos dados transportados
Interface:Interface: depende do serviço depende do serviço
Protocolo:Protocolo: define formatos de dados e regras para converter de define formatos de dados e regras para converter de um formato para outroum formato para outro
Protocolos de ComunicaçãoProtocolos de Comunicação
Redes de Computadores
Modelo de Referência ISO/OSI – Camada de Aplicação (7)Modelo de Referência ISO/OSI – Camada de Aplicação (7)
Serviço:Serviço: Qualquer serviço provido ao usuário final Qualquer serviço provido ao usuário final
Interface:Interface: depende da aplicação depende da aplicação
Protocolo:Protocolo: depende da aplicação depende da aplicação
Exemplos: navegação na WWW, FTP, E-Mail, TELNETExemplos: navegação na WWW, FTP, E-Mail, TELNET
Protocolos de ComunicaçãoProtocolos de Comunicação
Redes de Computadores
Modelo ISO/OSI versus TCP/IP (protocolo da Internet)Modelo ISO/OSI versus TCP/IP (protocolo da Internet)
OSI:OSI: conceitualmente define: serviço, interface e protocolo conceitualmente define: serviço, interface e protocolo
TCP/IPTCP/IP: provê uma implementação bem sucedida (a mais utilizada): provê uma implementação bem sucedida (a mais utilizada)
AplicaçãoApresentação
SessãoTransporte
RedeEnlaceFísica
host<->rede
InternetTransporte
Aplicação
LAN
IP
TCP UDP
WWW E-MAIL
Protocolo IP (Protocolo IP (Internet ProtocolInternet Protocol))
Protocolo de baixo nível utilizado para transmissão de pacotes Protocolo de baixo nível utilizado para transmissão de pacotes entre entre hostshosts fonte e destino através meios heterogêneos fonte e destino através meios heterogêneos
Maioria dos Maioria dos hostshosts da INTERNET da INTERNET
Inclui facilidades de segmentação e remontagem de pacotesInclui facilidades de segmentação e remontagem de pacotes
Implementa diversos sinais de controle em seus cabeçalhosImplementa diversos sinais de controle em seus cabeçalhos
Tempo de Vida (TTL)Tempo de Vida (TTL)
Normalmente não é utilizado diretamente pelas aplicaçõesNormalmente não é utilizado diretamente pelas aplicações
Redes de Computadores
Protocolos de ComunicaçãoProtocolos de Comunicação
Protocolo TCP (Protocolo TCP (Transmition Control ProtocolTransmition Control Protocol))
Protocolo com o maior uso na INTERNET atualmenteProtocolo com o maior uso na INTERNET atualmente
Colocado no topo do IP, formando o TCP/IPColocado no topo do IP, formando o TCP/IP
Vantagem: ConfiabilidadeVantagem: Confiabilidade
1.1. Verifica integridade dos dados (Checksums)Verifica integridade dos dados (Checksums)
2.2. Retransmissão de dadosRetransmissão de dados
3.3. Controle de fluxoControle de fluxo
Redes de Computadores
Protocolos de ComunicaçãoProtocolos de Comunicação
Protocolo TCP (Protocolo TCP (Transmition Control ProtocolTransmition Control Protocol))
Desvantagens implícitas:Desvantagens implícitas:
1.1. OverheadOverhead: Sua confiabilidade e semântica de ordenação dos : Sua confiabilidade e semântica de ordenação dos pacotes implicam na transmissão de mais informações:pacotes implicam na transmissão de mais informações:
Ordem dos pacotesOrdem dos pacotes
ChecksumsChecksums para detectar corrupção para detectar corrupção
Pacotes de reconhecimento/retransmissãoPacotes de reconhecimento/retransmissão
2.2. A aplicação não pode “saltar” no fluxo de bitsA aplicação não pode “saltar” no fluxo de bits
Redes de Computadores
Protocolos de ComunicaçãoProtocolos de Comunicação
Protocolo UDP (Protocolo UDP (User Datagram ProtocolUser Datagram Protocol))
Transmissão não orientada a conexãoTransmissão não orientada a conexão
Política de Política de “best-efforts”“best-efforts”
Semântica de dados orientada a pacotesSemântica de dados orientada a pacotes
Protocolo leve e eficienteProtocolo leve e eficiente
Requer consideravelmente menos processamentoRequer consideravelmente menos processamento
Dados enviados para aplicação assim que chegamDados enviados para aplicação assim que chegam
Redes de Computadores
Protocolos de ComunicaçãoProtocolos de Comunicação
IP IP Broadcasting Broadcasting utilizando UDPutilizando UDP
Com UDP/IP, uma aplicação pode enviar pacotes para vários Com UDP/IP, uma aplicação pode enviar pacotes para vários destinos, simplesmente enviados uma cópia para cada destinos, simplesmente enviados uma cópia para cada hosthost
1.1. Ineficiente, requer excessiva largura de bandaIneficiente, requer excessiva largura de banda
2.2. Cada Cada hosthost deve manter uma lista atualiza de todos os outros deve manter uma lista atualiza de todos os outros
IP IP BroadcastBroadcast implementa uma solução parcial para o problema implementa uma solução parcial para o problema
Uma única transmissão para todos os Uma única transmissão para todos os hostshosts de uma rede de uma rede
Redes de Computadores
Protocolos de ComunicaçãoProtocolos de Comunicação
IP IP Broadcasting Broadcasting utilizando UDPutilizando UDP
Se o dado é transmitido utilizando UDP/IP, então ele é entregue Se o dado é transmitido utilizando UDP/IP, então ele é entregue apenas para aplicações que estão cadastradas e esperando apenas para aplicações que estão cadastradas e esperando pacotes pacotes
Não se propaga muito (basicamente LAN)Não se propaga muito (basicamente LAN)
É um pouco ineficienteÉ um pouco ineficiente
Redes de Computadores
Protocolos de ComunicaçãoProtocolos de Comunicação
IP IP MulticastingMulticasting
Redes de Computadores
Protocolos de ComunicaçãoProtocolos de Comunicação
São CarlosSão Carlos
AraraquaraAraraquara
Ribeirão PretoRibeirão Preto
São PauloSão Paulo
São BernardoSão Bernardo
IP IP MulticastingMulticasting
Os distribuidores são implementados através roteadores com Os distribuidores são implementados através roteadores com capacidade capacidade multicastmulticast que determinam a direção dos pacotes que determinam a direção dos pacotes
Esses roteadores constituem uma árvore de distribuição Esses roteadores constituem uma árvore de distribuição multicastmulticast
Cada nó final deve “assinar” o serviçoCada nó final deve “assinar” o serviço multicast multicast
Cada árvore de distribuição Cada árvore de distribuição multicastmulticast é representada por um é representada por um pseudo endereço IP (classe D : 224.0.0.0 - 239.255.255.255)pseudo endereço IP (classe D : 224.0.0.0 - 239.255.255.255)
Redes de Computadores
Protocolos de ComunicaçãoProtocolos de Comunicação
Estrutura do Endereçamento na Internet (TCP/IP)Estrutura do Endereçamento na Internet (TCP/IP)
Redes de Computadores
Protocolos de ComunicaçãoProtocolos de Comunicação
00 ID. RedeID. Rede ID. Máquina (ID. Máquina (HostHost))Classe AClasse A77 2424
11 ID. RedeID. Rede ID. Máquina (ID. Máquina (HostHost))Classe BClasse B1414 1616
00
11 ID. RedeID. Rede ID. MáquinaID. MáquinaClasse CClasse C2121 88
11 00
11 Endereço Endereço MulticastMulticastClasse DClasse D2828
11 11 00
11 Não utilizadoNão utilizadoClasse EClasse E2727
11 11 11 00
Representação Decimal dos Endereços InternetRepresentação Decimal dos Endereços Internet
Redes de Computadores
Protocolos de ComunicaçãoProtocolos de Comunicação
octeto 1octeto 1
1 a 1271 a 127ID. RedeID. Rede
128 a 191128 a 191
192 a 223192 a 223
224 a 239224 a 239
240 a 255240 a 255
octeto 2octeto 2
0 a 2550 a 255
0 a 2550 a 255
0 a 2550 a 255
0 a 2550 a 255
0 a 2550 a 255
octeto 3octeto 3
0 a 2550 a 255
0 a 2550 a 255
0 a 2550 a 255
0 a 2550 a 255
0 a 2550 a 255
octeto 4octeto 4
0 a 2550 a 255
0 a 2550 a 255ID. MáquinaID. Máquina
1 a 2541 a 254ID. MáquinaID. Máquina
1 a 2541 a 254
1 a 2541 a 254
ID. MáquinaID. MáquinaClasse AClasse A
Classe BClasse B
Classe CClasse C
Classe DClasse D
Classe EClasse E
Faixa de EndereçosFaixa de Endereços
1.0.0.0 a1.0.0.0 a127.255.255.255127.255.255.255
128.0.0.0 a128.0.0.0 a191.255.255.255191.255.255.255
192.0.0.0 a192.0.0.0 a223.255.255.255223.255.255.255
224.0.0.0 a224.0.0.0 a239.255.255.255239.255.255.255
240.0.0.0 a240.0.0.0 a255.255.255.255255.255.255.255
Endereço Endereço MulticastMulticast
ID. RedeID. Rede
ID. RedeID. Rede
Taxonomia de Redes de ComunicaçãoTaxonomia de Redes de Comunicação
Redes de comunicação podem ser classificadas baseando-se na Redes de comunicação podem ser classificadas baseando-se na maneira como seus nós trocam informaçõesmaneira como seus nós trocam informações
Redes de Computadores
Redes de ComunicaçãoRedes de Comunicação
Rede de Comunicação (RC)Rede de Comunicação (RC)
RC ChaveadaRC Chaveada RC por DifusãoRC por Difusão
CircuitoCircuito PacotesPacotes
DatagramasDatagramas Circuito VirtualCircuito Virtual
RC Chaveada x DifusãoRC Chaveada x Difusão
Redes de comunicação por Difusão:Redes de comunicação por Difusão:
Informações transmitidas para qualquer nó são recebidas por Informações transmitidas para qualquer nó são recebidas por qualquer outro nó da rede. Ex: usualmente LAN (Ethernet)qualquer outro nó da rede. Ex: usualmente LAN (Ethernet)
Problema: Coordenar o acesso de todos os nós ao meio de Problema: Coordenar o acesso de todos os nós ao meio de comunicação compartilhadocomunicação compartilhado
Redes de comunicação Chaveadas:Redes de comunicação Chaveadas:
Informações são transmitidas a um subgrupo de nós Informações são transmitidas a um subgrupo de nós designados. Ex: WANs (Rede de Telefonia, Internet)designados. Ex: WANs (Rede de Telefonia, Internet)
Problema: Como conduzir a informação até os nós Problema: Como conduzir a informação até os nós designados? Feito por nós especiais (roteadores, designados? Feito por nós especiais (roteadores, switchesswitches))
Redes de Computadores
Redes de ComunicaçãoRedes de Comunicação
RC Chaveamento de CircuitoRC Chaveamento de Circuito
A comunicação se dá em três fases:A comunicação se dá em três fases:1.1. Estabelecimento do CircuitoEstabelecimento do Circuito
2.2. Transferência de DadosTransferência de Dados
3.3. Encerramento do CircuitoEncerramento do Circuito
Recursos fim a fim são reservados para a chamada: sem Recursos fim a fim são reservados para a chamada: sem compartilhamentocompartilhamento
Se o circuito não está disponível: “Sinal de Ocupado”Se o circuito não está disponível: “Sinal de Ocupado”
Exemplos:Exemplos: Redes de TelefoniaRedes de Telefonia
ISDN ISDN (Integrated Services Digital Networks)(Integrated Services Digital Networks)
Redes de Computadores
Redes de ComunicaçãoRedes de Comunicação
RC Chaveamento de Circuito - TemporizaçãoRC Chaveamento de Circuito - Temporização
Redes de Computadores
Redes de ComunicaçãoRedes de Comunicação
M1M1 M2M2Nó 1Nó 1 Nó 2Nó 2
DadosDados
Estab.Estab.CircuitoCircuito
Transmiss.Transmiss.DadosDados
Encerr.Encerr.CircuitoCircuito
Atraso Process.Atraso Process.Atraso propagaçãoAtraso propagação
M1<->Nó1M1<->Nó1
Atraso propagaçãoAtraso propagaçãoM2<->Nó1M2<->Nó1
RC Chaveamento de Circuito – Técnicas de MultiplexaçãoRC Chaveamento de Circuito – Técnicas de Multiplexação
Recursos divididos em “pedaços”Recursos divididos em “pedaços” Pedaços alocados a “chamadas”Pedaços alocados a “chamadas”
Pedaço fica vago se não utilizado pela “chamada” (sem Pedaço fica vago se não utilizado pela “chamada” (sem compartilhamento)compartilhamento)
Duas técnicas: Divisão de Freqüência e Divisão do TempoDuas técnicas: Divisão de Freqüência e Divisão do Tempo
Redes de Computadores
Redes de ComunicaçãoRedes de Comunicação
DivisãoDivisãoFreqüênciaFreqüência
(FDM)(FDM)
4Khz.
2Khz.
canalcanal1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
slotslot quadroquadro
Todos Todos slots de mesmo número são dedicadosslots de mesmo número são dedicadosa um par origem-destino específicoa um par origem-destino específico
Divisão do Tempo (TDM)Divisão do Tempo (TDM)
RC Chaveamento de PacotesRC Chaveamento de Pacotes
Dados são enviados em seqüências de bits chamadas pacotesDados são enviados em seqüências de bits chamadas pacotes
Pacotes têm a seguinte estrutura:Pacotes têm a seguinte estrutura:
Redes de Computadores
Redes de ComunicaçãoRedes de Comunicação
Cabeçalho Dados Terminador
Cada pacote é passado pela rede nó a nó ao longo do caminho Cada pacote é passado pela rede nó a nó ao longo do caminho (roteamento)(roteamento)
A cada nó, o pacote inteiro é recebido, armazenado brevemente, e A cada nó, o pacote inteiro é recebido, armazenado brevemente, e então enviado ao próximo nó (redes armazena-envia)então enviado ao próximo nó (redes armazena-envia)
Pode haver congestionamento caso a demanda agregada de Pode haver congestionamento caso a demanda agregada de recursos exceder a quantidade disponível. Pode utilizar-se filasrecursos exceder a quantidade disponível. Pode utilizar-se filas
RC Chaveamento de Pacotes – MultiplexaçãoRC Chaveamento de Pacotes – Multiplexação
Redes de Computadores
Redes de ComunicaçãoRedes de Comunicação
10Mbps10MbpsEthernetEthernet 1,5Mbps1,5Mbps
Multiplexação estatísticaMultiplexação estatística
45Mbps45Mbps
fila de pacotesfila de pacotesesperando pelo esperando pelo linklink
de saídade saída
RC Chaveamento de PacotesRC Chaveamento de Pacotes
Datagramas:Datagramas:
Cada pacote é tratado independentementeCada pacote é tratado independentemente
Recursos não são pré-alocados (reservados)Recursos não são pré-alocados (reservados)
Circuito Virtual:Circuito Virtual:
Híbrido entre chaveamento de circuito e de pacotesHíbrido entre chaveamento de circuito e de pacotes• Dados são transmitidos em pacotesDados são transmitidos em pacotes
• Todos os pacotes do mesmo fluxo são enviados no mesmo Todos os pacotes do mesmo fluxo são enviados no mesmo caminho pré-estabelecido (circuito virtual)caminho pré-estabelecido (circuito virtual)
Pacotes de diferentes circuitos virtuais Pacotes de diferentes circuitos virtuais são multiplexadossão multiplexados
Redes de Computadores
Redes de ComunicaçãoRedes de Comunicação
Chaveamento de Pacotes x Chaveamento de CircuitoChaveamento de Pacotes x Chaveamento de Circuito
A vantagem mais importante de chaveamento de pacotes sobre A vantagem mais importante de chaveamento de pacotes sobre chaveamento de circuito: Habilidade de explorar multiplexação chaveamento de circuito: Habilidade de explorar multiplexação estatística:estatística: Uso eficiente da largura de bandaUso eficiente da largura de banda
Ótimo para transmissão de rajadas de dadosÓtimo para transmissão de rajadas de dados
No entanto, chaveamento de pacotes têm que tratar os casos de No entanto, chaveamento de pacotes têm que tratar os casos de congestionamento:congestionamento: Roteadores mais complexosRoteadores mais complexos
É mais difícil dar garantias de serviço (atraso e largura de banda)É mais difícil dar garantias de serviço (atraso e largura de banda)
Na prática acabam sendo combinadosNa prática acabam sendo combinados
Redes de Computadores
Redes de ComunicaçãoRedes de Comunicação