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1: Introdução1 SOR Prof. João Marcelo Moraes

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Apresentação em tema: "1: Introdução1 SOR Prof. João Marcelo Moraes"— Transcrição da apresentação:

1 1: Introdução1 SOR Prof. João Marcelo Moraes

2 1: Introdução2 Livro-Texto: REDES DE COMPUTADORES E A INTERNET UMA ABORDAGEM TOP-DOWN 3ª Edição James F. Kurose e Keith W. Ross Copyright: páginas - ISBN: Preço normal: R$ 120,50 Preço c/ desconto de 10%: R$ 108,45 (1/06)

3 1: Introdução3 Conteúdo Programático Redes 1: 1. Redes de Computadores e a Internet 2. Camada de Aplicação 3. Camada de Transporte Redes 2: 4. Camada de Rede 5. Camada de Enlace e Redes Locais 6. Redes Sem Fio (Wireless) e Móveis 7. Multimídia em Redes 8. Segurança em Redes 9. Gerenciamentos de Redes

4 1: Introdução4 Calendário

5 1: Introdução5 Parte I: Introdução Objetivo do capítulo: r entender o contexto, visão geral, sacar o que são redes r maior profundidade, detalhes posteriormente no curso r abordagem: m descritiva m uso da Internet como exemplo Resumo: r o que é a Internet r o que é um protocolo? r a borda (periferia) da rede r o núcleo da rede r redes de acesso e meios físico r ISPs e backbones da Internet r desempenho: atraso e perda r camadas de protocolos, modelos de serviço r história

6 1: Introdução6 Roteiro do Capítulo O Que é a Internet? 1.2 A Borda (Periferia) da Internet 1.3 O Núcleo da Rede 1.4 Redes de acesso e meios físicos 1.5 ISPs e backbones da Internet 1.6 Atraso e perda em redes de comutação de pacotes 1.7 Camadas de protocolos e seus modelos de serviços 1.8 História das redes de computadores e da Internet

7 1: Introdução7 O que é a Internet: visão dos componentes r milhões de dispositivos de computação conectados: hospedeiros (hosts) = sistemas finais r rodando aplicações de rede r enlaces (links) de comunicação m fibra, cobre, rádio, satélite m Taxa de transmissão = largura de banda (bandwidth) r Roteadores (comutadores de pacotes): encaminham pacotes (pedaços) de dados através da rede r Provedores de serviço Internet - ISP (Internet Service Providers) ISP local Rede da empresa ISP regional roteador servidor móvel estação de trabalho

8 1: Introdução8 Aparelhos internet interessantes O menor servidor Web do mundo Porta retratos IP Tostadeira habilitada para a Web + Previsão do tempo Redes de Sensores!

9 1: Introdução9

10 10 O que é a Internet: visão dos componentes r protocolos: controlam o envio e o recebimento de mensagens m ex., TCP, IP, HTTP, FTP, PPP r Internet: rede de redes m livremente hierárquica m Internet pública versus intranet privada r Padrões Internet m RFC: Request for comments m IETF: Internet Engineering Task Force m ISP local Rede da empresa ISP regional roteador estação de trabalho servidor móvel

11 1: Introdução11 O que é a Internet: visão dos serviços r a infra-estrutura de comunicação permite o uso de aplicações distribuídas: m Navegação Web, correio eletrônico, jogos, comércio eletrônico, compartilhamento de arquivos (MP3) r serviços de comunicação disponibilizados: m não orientado a conexões e não confiável m orientado a conexões e confiável

12 1: Introdução12 O que é um protocolo? protocolos humanos: r que horas são? r tenho uma dúvida r apresentações … msgs específicas são enviadas … ações específicas são realizadas quando as msgs são recebidas, ou acontecem outros eventos Protocolos de rede: r máquinas ao invés de pessoas r todas as atividades de comunicação na Internet são governadas por protocolos protocolos definem o formato, ordem das msgs enviadas e recebidas pelas entidades da rede, e ações tomadas quando da transmissão ou recepção de msgs

13 1: Introdução13 O que é um protocolo? um protocolo humano e um protocolo de rede: P: Apresente outro protocolo humano! Oi Que horas são, por favor? 2:00 sol. conexão TCP resposta de conexão TCP Get tempo

14 1: Introdução14 Roteiro do Capítulo O Que é a Internet? 1.2 A Borda (Periferia) da Internet 1.3 O Núcleo da Rede 1.4 Redes de acesso e meios físicos 1.5 ISPs e backbones da Internet 1.6 Atraso e perda em redes de comutação de pacotes 1.7 Camadas de protocolos e seus modelos de serviços 1.8 História das redes de computadores e da Internet

15 1: Introdução15 Uma olhada mais de perto na estrutura da rede: r Borda da rede: aplicações e hospedeiros (hosts) r núcleo da rede: m roteadores m rede de redes r redes de acesso, meio físico: enlaces de comunicação

16 1: Introdução16 A borda da rede: r Sistemas finais (hosts): m rodam programas de aplicação m ex., WWW, m na borda da rede r modelo cliente/servidor m o host cliente faz os pedidos, são atendidos pelos servidores m ex., cliente Web (browser)/ servidor; cliente/servidor de e- mail r modelo peer-peer: m uso mínimo (ou nenhum) de servidores dedicados m ex.: Gnutella, KaZaA

17 1: Introdução17 Borda da rede: serviço orientado para conexão Objetivo: transferência de dados entre sistemas finais. r Apresentação: inicialização (prepara para) a transf. de dados m Alô, alô protocolo humano m inicializa o estado em dois hosts que desejam se comunicar r TCP – Protocolo de Controle de Transmissão m serviço orientado a conexão da Internet serviço TCP [RFC 793] r transferência de dados através de um fluxo (corrente) de bytes ordenados e confiável m perda: reconhecimentos e retransmissões r controle de fluxo : m transmissor não inundará o receptor r controle de congestionamento : m transmissor diminui a taxa de transmissão quando a rede está congestionada.

18 1: Introdução18 Borda da rede: serviço não orientado para conexão Objetivo: transferência de dados entre sistemas finais m mesmo que antes! r UDP – Protocolo de Datagrama do Usuário [RFC 768]: m serviço sem conexão m transferência de dados não confiável m não controla o fluxo m nem congestionamento Aplicações que usam TCP: r HTTP (Web), FTP (transferência de arquivos), Telnet (login remoto), SMTP (correio eletrônico) Aplicações que usam UDP: r multimídia, videoconferência, telefone por Internet

19 1: Introdução19 Roteiro do Capítulo O Que é a Internet? 1.2 A Borda (Periferia) da Internet 1.3 O Núcleo da Rede 1.4 Redes de acesso e meios físicos 1.5 ISPs e backbones da Internet 1.6 Atraso e perda em redes de comutação de pacotes 1.7 Camadas de protocolos e seus modelos de serviços 1.8 História das redes de computadores e da Internet

20 1: Introdução20 O Núcleo da Rede r Malha de roteadores interconectados r a pergunta fundamental: como os dados são transferidos através da rede? m comutação de circuitos: circuito dedicado por chamada: rede telefônica (Não é usada em Redes de Computadores!!!) m comutação de pacotes: os dados são enviados através da rede em pedaços discretos.

21 1: Introdução21 Núcleo da Rede: Comutação de Circuitos Recursos fim a fim são reservados para a chamada. r Banda do enlace, capacidade dos comutadores r recursos dedicados: sem compartilhamento r desempenho tipo circuito (garantido) r necessita estabelecimento de conexão

22 1: Introdução22 Núcleo da Rede: Comutação de Circuitos r recursos da rede (ex., largura de banda) são divididos em pedaços r pedaços alocados às chamadas r o pedaço do recurso fica ocioso se não for usado pelo seu dono (não há compartilhamento) r como é feita a divisão da banda de um canal em pedaços (multiplexação) m divisão de freqüência m divisão de tempo

23 1: Introdução23 Comutação de Circuitos: FDM e TDM FDM freqüência tempo TDM freqüência tempo 4 usuários Exemplo:

24 1: Introdução24 Exemplo numérico r Quanto tempo leva para enviar um arquivo de 640kbits de um host A para um host B através de uma rede de comutação de circuitos? m Todos os enlaces são de 2,048 (1,536) Mbps m Cada enlace usa TDM com 32 (24) slots (compartimentos) m 500 mseg para estabelecer um circuito fim-a- fim Calcule!

25 1: Introdução25 Núcleo da Rede: Comutação de Pacotes Cada fluxo de dados fim a fim é dividido em pacotes r pacotes dos usuários A, B compartilham os recursos da rede r cada pacote usa toda a banda do canal r recursos são usados quando necessário, Disputa por recursos: r a demanda total pelos recursos pode superar a quantidade disponível r congestionamento: pacotes são enfileirados, esperam para usar o enlace r armazena e reenvia (store and forward): pacotes se deslocam uma etapa por vez m transmite num enlace m espera a vez no próximo Divisão da banda em pedaços Alocação dedicada Reserva de recursos

26 1: Introdução26 Comutação de Pacotes: Multiplexação Estatística A seqüência de pacotes A & B não possui um padrão constante multiplexação estatística Em TDM cada hospedeiro utiliza o mesmo compartimento (slot) em cada um dos quadros TDM. A B C Ethernet 10 Mbps 2 Mbps 34 Mbps D E multiplexação estatística fila de pacotes esperando a vez no enlace de saída

27 1: Introdução27 Comutação de pacotes versus comutação de circuitos r Enlace de 1 Mbit r cada usuário: m 100kbps quando ativo m ativo 10% do tempo r comutação por circuitos: m 10 usuários r comutação por pacotes: m com 35 usuários, probabilidade > 10 ativos menor que 0,004 A comutação de pacotes permite que mais usuários usem a rede! N usuários Enlace de 1 Mbps

28 1: Introdução28 Comutação de pacotes versus comutação de circuitos r Ótima para dados em surtos m compartilhamento dos recursos m não necessita estabelecimento de conexão r Congestionamento excessivo: atraso e perda de pacotes m necessita de protocolos para transferência confiável de dados, controle de congestionamento r P: Como fornecer um comportamento do tipo circuito? m São necessárias garantias de banda para aplicações de áudio e vídeo m ainda é um problema não resolvido (cap. 7) A comutação de pacotes ganha de lavagem?

29 1: Introdução29 Comutação de Pacotes: armazena-e- reenvia r Leva L/R segundos para transmitir um pacote de L bits em um canal de R bps r Todo o pacote deve chegar ao roteador antes que possa ser transmitido no próximo canal: armazena e reenvia r atraso = 3L/R Exemplo: r L = 7,5 Mbits r R = 1,5 Mbps r atraso = 15 seg R R R L

30 1: Introdução30 Comutação de pacotes: Segmentação de mensagens Quebre agora a mensagem em pacotes r Cada pacote com bits r 1 mseg para transmitir um pacote em um canal r Paralelismo (pipelining): cada canal funciona em paralelo r Atraso reduzido de 15 seg para 5,002 seg

31 1: Introdução31 Redes de comutação de pacotes: repasse (forwarding) r Objetivo: mover pacotes entre roteadores da origem até o destino m serão estudados diversos algoritmos de escolha de caminhos (capítulo 4) r redes datagrama: m o endereço do destino determina a próxima etapa m rotas podem mudar durante a sessão m analogia: dirigir, pedindo informações r redes de circuitos virtuais: m cada pacote contém uma marca (id. do circuito virtual), marca determina próxima etapa m caminho fixo determinado no estabelecimento da chamada, permanece fixo durante a chamada m os roteadores mantêm estados para cada chamada

32 1: Introdução32 Circuitos Virtuais

33 1: Introdução33 Comutação de Circuitos Comutação de Mensagens Comutação de Pacotes

34 1: Introdução34 Taxonomia de Redes Redes de Telecomunicações Redes de comuta- ção de circuitos FDM TDM Redes de comuta- ção de pacotes Redes de CVs Redes de datagramas Uma rede Datagrama não é orientada ou não para conexão. A Internet provê tanto serviços orientados a conexão (TCP) quanto não-orientados a conexão (UDP) para as aplicações.


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