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Redes I: Arquitectura e Normas Prof. Dr. Amine BERQIA

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Apresentação em tema: "Redes I: Arquitectura e Normas Prof. Dr. Amine BERQIA"— Transcrição da apresentação:

1 Redes I: Arquitectura e Normas Prof. Dr. Amine BERQIA

2 Sumário A Necessidade de NORMAS ORGANIZAÇÔES DE NORMAS O MODELO DE REFERÊNCIA OSI Um MODELO DE REDE em Camadas As Sete Camadas do MODELO DE REFERÊNCIA OSI Conceitos Vantagens e Desvantagens do layering O MODELO DE REFERÊNCIA TCP/IP Modelo Híbrido : Tanenbaum 5 Layer Model

3 A NECESSIDADE DE STANDARDS Nas ultimas décadas muitas das redes foram construídas com hardware e implementações de software diferentes, como resultado estas eram incompatíveis e tornou-se difícil que redes que usavam especificações diferentes comunicassem entre si; Nas ultimas décadas muitas das redes foram construídas com hardware e implementações de software diferentes, como resultado estas eram incompatíveis e tornou-se difícil que redes que usavam especificações diferentes comunicassem entre si; Vendedores diferentes, países diferentes precisam comunicar Vendedores diferentes, países diferentes precisam comunicar Havia necessidade de criar um MODELO de REDE que ajudaria os vendedores a criar implementações de rede interoperacionais. Havia necessidade de criar um MODELO de REDE que ajudaria os vendedores a criar implementações de rede interoperacionais.

4 ORGANIZAÇÕES DE NORMAS (1) Internacional: Internacional: ISO Internatinal Organisation for STANDARDISATION ISO Internatinal Organisation for STANDARDISATION ISOC Internet Society ISOC Internet Society ITU International Telecommunications Union ITU International Telecommunications Union Nacional: Nacional: ANSI American National Standards Institute ANSI American National Standards Institute BSI Britsh Standards Institute BSI Britsh Standards Institute NP Norma Portuguesa NP Norma Portuguesa

5 ORGANIZAÇÕES DE NORMAS (2) Institute of Electrical and Electronic Engineers: Institute of Electrical and Electronic Engineers: IEEE é a maior sociedade profissional do mundo IEEE é a maior sociedade profissional do mundo também é um sócio de ANSI também é um sócio de ANSI um grupo de normalização que desenvolve normas para a computação um grupo de normalização que desenvolve normas para a computação os normas do IEEE para redes locais foram subsequentemente usados pela ISO como a base para suas normas em LANs os normas do IEEE para redes locais foram subsequentemente usados pela ISO como a base para suas normas em LANs

6 ISO - ORGANISATION FOR STANDARDISATION International Organisation for Standardisation (ISO) é um organização de normas Internacional responsável por uma gama extensiva de normas, incluindo muitas que são pertinentes ás redes,; International Organisation for Standardisation (ISO) é um organização de normas Internacional responsável por uma gama extensiva de normas, incluindo muitas que são pertinentes ás redes,; Consiste em organizações de normas ; Consiste em organizações de normas ; Em 1984 para ajudar a interconexão de redes sem necessariamente ter que redesenhar, o modelo Open Systems Interconnection (OSI) era aprovado como uma norma internacional para arquitectura de comunicações. Em 1984 para ajudar a interconexão de redes sem necessariamente ter que redesenhar, o modelo Open Systems Interconnection (OSI) era aprovado como uma norma internacional para arquitectura de comunicações.

7 O MODELO DE REFERÊNCIA OSI (1) Interligar Computadores pode ser difícil (porque?) Interligar Computadores pode ser difícil (porque?) os computadores podem ser produzidos por fabricantes diferentes os computadores podem ser produzidos por fabricantes diferentes representações de dados diferentes representações de dados diferentes níveis de voltagem diferentes para codificar 1 e 0 níveis de voltagem diferentes para codificar 1 e 0 A idéia central é que qualquer computador no mundo deveria poder conectar com qualquer outro A idéia central é que qualquer computador no mundo deveria poder conectar com qualquer outro Deveria haver um sistema aberto. Deveria haver um sistema aberto.

8 O MODELO DE REFERÊNCIA OSI (2) O primeiro passo ao longo desta meta era O primeiro passo ao longo desta meta era o conceito de um modelo abstrato para comunicação entre computadores pela International Standards Organization o conceito de um modelo abstrato para comunicação entre computadores pela International Standards Organization Nome completo é o International Standards Organization Open Systems Interconnection 7 Layer Reference Model Nome completo é o International Standards Organization Open Systems Interconnection 7 Layer Reference Model fornece um enquadramento para o desenvolvimento de normas de protocolo de Sistemas abertos fornece um enquadramento para o desenvolvimento de normas de protocolo de Sistemas abertos

9 O modelo foi desenvolvido pela International Organisation for Standardisation (ISO) em É considerado o modelo Arquitectónico primário para comunicações inter- computadores. O modelo de OSI descreve como a informação ou os dados passam dos programas de aplicação (como folhas de calculo) por um meio duma rede (como cabo) para outro programa de aplicação localizado noutra rede. O modelo de referência OSI divide o problema de passar informação entre computadores por um meio de rede em SETE problemas menores e mais manejáveis. Esta separação em funções mais manejáveis menores é conhecida como layering ( distribuição por camadas). O MODELO DE REFERÊNCIA OSI (3)

10 UM MODELO DE REDE EM CAMADAS (1) O Modelo de Referência OSI está composto por sete camadas, cada uma especifica funções de rede particulares. O Modelo de Referência OSI está composto por sete camadas, cada uma especifica funções de rede particulares. Cada camada fornece um serviço à camada acima na especificação de protocolo. Cada camada fornece um serviço à camada acima na especificação de protocolo. Cada camada comunica com o software ou hardware da mesma camada de outros computadores. Cada camada comunica com o software ou hardware da mesma camada de outros computadores. As 4 camadas mais baixas (transporte, rede, ligação de dados e meio físico - camadas 4, 3, 2, e 1) são responsáveis pelo fluxo de dados de uma ponta á outra da rede. As 4 camadas mais baixas (transporte, rede, ligação de dados e meio físico - camadas 4, 3, 2, e 1) são responsáveis pelo fluxo de dados de uma ponta á outra da rede. As quatro camadas superiores do modelo OSI (aplicação, apresentação e sessão - camadas 7, 6 e 5) estão orientadas mais para serviços para as aplicações. As quatro camadas superiores do modelo OSI (aplicação, apresentação e sessão - camadas 7, 6 e 5) estão orientadas mais para serviços para as aplicações. OS dados são Encapsulados com a necessária informação de protocolo á medida que descem as camadas antes de transitarem em rede. OS dados são Encapsulados com a necessária informação de protocolo á medida que descem as camadas antes de transitarem em rede.

11 AS SETE CAMADAS DO MODELO DE REFERÊNCIA OSI

12 CAMADA 7: APLICAÇÃO A camada de aplicação é a camada OSI que está mais perto do utilizador. A camada de aplicação é a camada OSI que está mais perto do utilizador. Fornece serviços de rede às aplicações do utilizador. Fornece serviços de rede às aplicações do utilizador. Difere das outras camadas porque não fornece serviços a qualquer outra camada OSI, mas sim a aplicações exteriores ao modelo OSI. Difere das outras camadas porque não fornece serviços a qualquer outra camada OSI, mas sim a aplicações exteriores ao modelo OSI. Exemplos de tais aplicações são folhas de cálculo, programas de processamento de texto, e programas terminais da banca. Exemplos de tais aplicações são folhas de cálculo, programas de processamento de texto, e programas terminais da banca. A camada de aplicação estabelece a disponibilidade dos participantes duma comunicação, sincroniza e estabelece procedimentos para recuperação de erro e controle de integridade de dados. A camada de aplicação estabelece a disponibilidade dos participantes duma comunicação, sincroniza e estabelece procedimentos para recuperação de erro e controle de integridade de dados.

13 CAMADA 6: APRESENTAÇÃO A camada de apresentação assegura que a informação que a camada de aplicação de um sistema envia é legível pela camada de aplicação de outro sistema. A camada de apresentação assegura que a informação que a camada de aplicação de um sistema envia é legível pela camada de aplicação de outro sistema. Se necessário, a camada de apresentação traduz formatos de dados múltiplos usando um formato comum. Se necessário, a camada de apresentação traduz formatos de dados múltiplos usando um formato comum. Fornece criptografia e compressão de dados. Fornece criptografia e compressão de dados. Exemplos: - JPEG, MPEG, ASCII, EBCDIC, HTML,. Exemplos: - JPEG, MPEG, ASCII, EBCDIC, HTML,.

14 CAMADA 5: SESSÃO A camada de sessão define como iniciar, controlar e terminar conversações entre aplicações. A camada de sessão define como iniciar, controlar e terminar conversações entre aplicações. Isto inclui o controlo e a administração de mensagens bidireccionais múltiplas usando controle de diálogo. Isto inclui o controlo e a administração de mensagens bidireccionais múltiplas usando controle de diálogo. Também sincroniza o diálogo entre as camadas de apresentação de dois sistemas e administra a troca de dados entre eles. Também sincroniza o diálogo entre as camadas de apresentação de dois sistemas e administra a troca de dados entre eles. A camada de sessão oferece mecanismos para uma transferência de dados eficiente. A camada de sessão oferece mecanismos para uma transferência de dados eficiente. Exemplos: - SQL, ASP(AppleTalk Session Protocol). Exemplos: - SQL, ASP(AppleTalk Session Protocol).

15 CAMADA 4: TRANSPORTE A camada de transporte controla o fluxo de informação para assegurar conectividade de fim-a-fim com precisão e segurança entre aplicações. A camada de transporte controla o fluxo de informação para assegurar conectividade de fim-a-fim com precisão e segurança entre aplicações. A camada de transporte segmenta os dados do sistema que envia e recompõe os dados num fluxo de dados no sistema receptor. A camada de transporte segmenta os dados do sistema que envia e recompõe os dados num fluxo de dados no sistema receptor. A fronteira entre a camada de transporte e a camada de sessão é análoga à fronteira entre os protocolos de aplicação e os protocolos de fluxo de dados. Considerando que as camadas de aplicação, apresentação, e de sessão estão relacionadas a assuntos de aplicação, as quatro camadas mais baixas estão relacionadas com assuntos de transporte de dados. A fronteira entre a camada de transporte e a camada de sessão é análoga à fronteira entre os protocolos de aplicação e os protocolos de fluxo de dados. Considerando que as camadas de aplicação, apresentação, e de sessão estão relacionadas a assuntos de aplicação, as quatro camadas mais baixas estão relacionadas com assuntos de transporte de dados. OS Protocolos da camadas 4 incluem o TCP (Transmission Control Protocol) e UDP (User Datagram Protocol). OS Protocolos da camadas 4 incluem o TCP (Transmission Control Protocol) e UDP (User Datagram Protocol).

16 CAMADA 3: REDE Define a entrega de pacotes de fim-a-fim. Define a entrega de pacotes de fim-a-fim. Define o endereçamento lógico de forma que qualquer endpoint pode ser identificado. Define o endereçamento lógico de forma que qualquer endpoint pode ser identificado. Define como o encaminhamento (routing) funciona e como rotas são criadas de forma que os pacotes possam ser entregues. Define como o encaminhamento (routing) funciona e como rotas são criadas de forma que os pacotes possam ser entregues. A camada de rede também define como fragmentar um pacote em pacotes menores para poder acomodar meios físicos diferentes. A camada de rede também define como fragmentar um pacote em pacotes menores para poder acomodar meios físicos diferentes. Routers operam na Camada 3. Routers operam na Camada 3. Exemplos: - IP, IPX, AppleTalk. Exemplos: - IP, IPX, AppleTalk.

17 CAMADA 2: LIGAÇÃO DE DADOS A camada de ligação de dados fornece acesso aos meios de acesso á rede e a transmissão física através destes meios, isto permite os dados localizarem o seu destino numa rede. A camada de ligação de dados fornece acesso aos meios de acesso á rede e a transmissão física através destes meios, isto permite os dados localizarem o seu destino numa rede. A camada de ligação de dados fornece um meio de transporte seguro dos dados por uma ligação física usando os endereços Media Access Control (MAC). A camada de ligação de dados fornece um meio de transporte seguro dos dados por uma ligação física usando os endereços Media Access Control (MAC). A camada de ligação de dados utiliza o MAC para definir um endereço de hardware ou de ligação de dados para que múltiplas estações possam compartilhar o mesmo meio e mesmo assim conseguirem identificar uma à outra. A camada de ligação de dados utiliza o MAC para definir um endereço de hardware ou de ligação de dados para que múltiplas estações possam compartilhar o mesmo meio e mesmo assim conseguirem identificar uma à outra. Preocupa-se com a topologia de rede, o acesso à rede, a notificação de erro, a entrega ordenada de quadros (frames), e o controle de fluxo. Preocupa-se com a topologia de rede, o acesso à rede, a notificação de erro, a entrega ordenada de quadros (frames), e o controle de fluxo. Exemplos: - Ethernet, Frame Relay, FDDI. Exemplos: - Ethernet, Frame Relay, FDDI.

18 CAMADA 1: FÍSICA É a camada mais baixa no modelo de referência É a camada mais baixa no modelo de referência A camada física lida com as características físicas do meio de transmissão A camada física lida com as características físicas do meio de transmissão Esta camada contém especificações dos componentes físicos da rede Esta camada contém especificações dos componentes físicos da rede Especificações para cabelagem, métodos de inter-conexão e propriedades eléctricas Especificações para cabelagem, métodos de inter-conexão e propriedades eléctricas Ex: RS232C, X.25, Ethernet Ex: RS232C, X.25, Ethernet

19 Conceitos (1) As funções de comunicações são divididas num conjunto vertical de camadas: a composição das camada fornece a funcionalidade total requerida fazendo comunicar aplicações em computadores remotos; As funções de comunicações são divididas num conjunto vertical de camadas: a composição das camada fornece a funcionalidade total requerida fazendo comunicar aplicações em computadores remotos; A cada camada é lhe atribuida um conjunto específico de funções; A cada camada é lhe atribuida um conjunto específico de funções; Cada camada foi projetada para executar as suas tarefas de um tal modo que minimiza o fluxo de informação entre fronteiras Cada camada foi projetada para executar as suas tarefas de um tal modo que minimiza o fluxo de informação entre fronteiras Assim a funcionalidade não é distribuída uniformemente Assim a funcionalidade não é distribuída uniformemente resultando em algumas camadas serem mais complexas que outras; resultando em algumas camadas serem mais complexas que outras; A camada de rede está particularmente cheia, enquanto a camada de sessão está quase vazia. A camada de rede está particularmente cheia, enquanto a camada de sessão está quase vazia.

20 Conceitos (2) Cada camada fornece serviços à camada acima dela Cada camada fornece serviços à camada acima dela definido em termos de primitivas (funções básicas) e dados associados definido em termos de primitivas (funções básicas) e dados associados Cada camada depende camada abaixo dela Cada camada depende camada abaixo dela nenhuma camada pode interagir com uma camada que não lhe seja vizinha nenhuma camada pode interagir com uma camada que não lhe seja vizinha

21 Vantagens do layering (Distribuição Por Camadas) Divide and conquer – Dividir e Conquistar Interfaces standard entre camadas permitem desenvolvimentos internos dentro das camadas Fácil permitir camadas de substituição para opções diferentes (orientado à conexão vs. datagram) Esconder Dados/código Podem ser substituídas camadas com camadas mais simples

22 Desvantagens do layering (Distribuição Por Camadas) Normas não definem como os dados serão passados entre camadas Camada N tem de simultaneamente: recolher dados da camada N+1 e camada N-1 Fornecer dados para á camada N+1 e camada N-1 Camada N-1 pode estar a fazer exactamente o mesmo: consequentemente a troca de dados é muito complexa!

23 Alternativas do modelo de ISO Alternativamente, é possível agrupar as três camadas mais baixas como dependentes da rede Para se agrupar as três camadas superiores, como envolvidas na troca de dados entre utilizadores finais Esta aproximação é semelhante à arquitectura do conjunto de protocolos TCP/IP que é utilizada numa das maiores redes, a ARPANET,

24 O Modelo de Referência TCP/IP O modelo de referência TCP/IP

25 Nível de Acesso à Rede Grande omissão Grande omissão Não especificado, não abordado em literatura de pesquisa Não especificado, não abordado em literatura de pesquisa

26 Não há camadas de session/apresentação --não existe necessidade Protocolos de alto-nível: original: telnet, ftp, smtp, dns recentes: http, nntp Nível de Aplicação

27 Nível de Transporte Semelhante à Camada de Transporte OSI Semelhante à Camada de Transporte OSI "conversação "conversaçãofim-a-fim Dois protocolos Dois protocolos TCP: seguro, stream, controle de fluxo, conexão, TCP: seguro, stream, controle de fluxo, conexão, UDP: não seguro, não há controle de fluxo, sem conexão, UDP: não seguro, não há controle de fluxo, sem conexão, Protocolos e redes no modelo TCP/IP

28 Comutação de Pacotes Sem conexão Pacotes podem : viajar por rotas diferentes perdidos fora de ordem Chamado IP (Internet Protocol) Nível de Rede

29 Modelo OSI antes dos protocolos implementações violadas(ex - broadcast) Protocolos TCP/IP antes do modelo modelo não se ajusta a outros protocolos não é útil para redes não TCP/IP OSI transport Orientado só à conexão TCP/IP transport conexão + sem conexão Differenças: OSI e TCP/IP

30 Tanenbaum (Computer Networks, p44 Edition 3) Modelo Hibrido Tanenbaum 5 Layer Model

31 Modelo Híbrido Tanenbaum 5 Layer Model (2) ISO OSI 7 Modelo de Referência 7 Camadas (menos sessão e apresentação) é excepcionalmente útil para discutir redes Protocolos compatíveis com ISO OSI não são populares na indústria TCP/IP extremamente popular na indústria TCP/IP modelo praticamente não existente Assim o cinco camadas é um híbrido dos dois


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