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Internet - 1 Protocolo de rede m Não basta a ligação em hardware; é necessária uma linguagem comum q protocolo de comunicações - especificação do formato.

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1 Internet - 1 Protocolo de rede m Não basta a ligação em hardware; é necessária uma linguagem comum q protocolo de comunicações - especificação do formato das mensagens e das condições em que são enviadas m IP - Internet Protocol q define formato dos pacotes e comportamento dos routers q é o mínimo para que um computador se possa ligar à Internet q cada computador tem uma cópia do software IP que todas as aplicações de rede usam q pacote IP é um datagrama (telegrama de dados) q computador A pretende enviar dados para o computador B: A constrói um datagrama, entrega-o à sua rede que se encarrega de o transportar até B e B extrai os dados do datagrama q cria-se a ilusão de uma única rede virtual

2 Internet - 2 Implementando uma rede virtual m O hardware das várias tecnologias de rede não entende directamente o formato IP q cada rede define o seu próprio formato de pacote q os datagramas viajam encapsulados em pacotes das redes que atravessam (são os dados destes pacotes) q um router recebe um pacote da rede A, retira o respectivo datagrama para obter o endereço, escolhe a rede para onde o enviar e embrulha-o num pacote apropriado para essa rede q só a máquina destino abre o datagrama para processar os dados q o endereço do pacote pode ser diferente do endereço do datagrama (intermediário) m cada máquina tem que ter o seu endereço IP (incluindo os routers)

3 Internet - 3 Endereços m Para ligar computadores à Internet é necessário obter endereços da autoridade Internet competente q InterNIC FCCN CICA m os endereços IPv4 têm 32 bits e escrevem-se como 4 números (0-255) separados por pontos q IPv4 tem um máximo teórico de 4G; futuro IPv6 expande m atribuição de endereços optimiza a gestão da rede: computadores na mesma rede têm o mesmo prefixo q uma máquina, para enviar um pacote para um endereço de outra rede, dirige o pacote ao seu router, que o passa ao router apropriado seguinte, até chegar à rede do destino q podem existir caminhos alternativos; escolhe-se, em princípio, o mais curto que está activo

4 Internet - 4 Classes de redes RedeNó NH.H.H N.NH.H N.N.N H Classe A B C D(multicast) (reservada) Número do nó Gestão local (FEUP: 14 redes classe C) 1º byte E Endereço:

5 Internet - 5 Perda de pacotes m Nível de comutação de pacotes, para ser eficiente, tem que ser simples q um router recebe pacotes e encaminha-os q tem alguma memória, capaz de absorver picos de tráfego q se saturar, os pacotes a mais perdem-se q é necessário reenviar os pacotes perdidos, mas garantir isso não é responsabilidade da camada IP Rede a Rede c Rede d Rede b Y WZ X máx: 5000 ? X Z Y W

6 Internet - 6 Protocolo de transmissão m Para transmitir uma mensagem grande é necessário q parti-la em pacotes q transmitir os pacotes q reconstruir a mensagem, assegurando que todos os pacotes chegaram, sem repetições e pela ordem correcta m TCP - Transmission Control Protocol q garante que a mensagem é correctamente transmitida promove o reenvio de pacotes perdidos, ao fim de um prazo reordena os pacotes que se atrasaram por seguirem caminhos mais longos ignora eventuais pacotes repetidos q torna a Internet fiável q tão essencial a cooperação com o IP, que o protocolo básico da Internet é muitas vezes designado conjuntamente TCP/IP

7 Internet - 7 Retransmissão de pacotes m TCP acrescenta uma identificação dos dados em cada pacote (permite detectar repetidos) m quando um pacote chega ao destino, o facto é confirmado à origem por uma pequena mensagem m de cada vez que envia dados, o TCP inicia um temporizador m se a confirmação chegar dentro do prazo, o temporizador é cancelado, senão reenvia os dados m o prazo do temporizador ajusta-se automaticamente segundo a distância do destino e a carga da rede q adaptação a circunstâncias variáveis explica a eficiência

8 Internet - 8 Aplicação Transporte Rede Interface ao meio Ethernet, FDDI, ATM... IP, ICMP (RFC 792), IGMP (RFC 1112) TCP, UDP Telnet, FTP, SMTP, SNMP... Família de protocolos TCP/IP m Robustez/flexibilidade

9 Internet - 9 Porque funciona bem? m IP garante flexibilidade q exige muito pouco do hardware de rede: WANs ou LANs, rápidas ou lentas, com ou sem perda de pacotes, por rádio, cabo ou fibra q as normas são detalhadas e testadas, garantindo compatibilidade m TCP garante fiabilidade q tolerante a falhas, reenvio de pacotes perdidos, escolha de caminho q monitorização do desempenho da rede q adaptação automática à velocidade de transmissão m Método de desenvolvimento q liberdade de investigação q consenso entre os técnicos q objectivos práticos q impementação e teste como critérios para a normalização

10 Internet - 10 Modelos de computação m Computação centralizada q as primeiras redes tinham um computador e vários dispositivos (impressoras, terminais, …) ligados, completamente controlados pelo computador q modelo mestre-escravo m Computação distribuída q as redes passam a ter vários computadores com capacidade de processar pacotes q comunicação simétrica: qualquer máquina, PC ou mainframe, pode contactar outra máquina (peer-to-peer) q computação distribuída refere-se a computação que envolva 2 ou mais computadores a comunicar numa rede m Grande diversidade de aplicações na Internet q tipo de serviço, intervenientes na comunicação, duração, direcção do fluxo de informação, número de envolvidos

11 Internet - 11 Modelo cliente-servidor m Ideia básica: especializar alguns computadores para oferecer serviços; um programa cliente, noutro computador, pode contactar o servidor para lhe fazer um pedido q quem comunica são os programas (na Internet, usando TCP/IP) q TCP/IP não arranca automaticamente programas de aplicação; programa servidor tem que estar a correr quando chegar o pedido q os computadores são multiprogramados m Resultado q embora cada comunicação seja entre dois programas, um servidor (com várias cópias do mesmo programa) pode satisfazer simultaneamente vários pedidos e um computador pode ser cliente em várias conversas q cliente pode fazer um pedido, aguardar pela resposta e terminar ou iniciar uma sessão e ficar a receber informação

12 Internet - 12 Arquitectura cliente-servidor Ethernet Aplicação Transporte Rede Interface ao Meio ftp cliente ftp servidor TCP IP driver Ethernet driver Ethernet

13 Internet - 13 Serviço de nomes m As pessoas preferem nomes a números m DNS - Domain Name System q serviço da Internet que faz a correspondência entre um nome associado à máquina e o seu endereço IP q tom.fe.up.pt q nome tem que ser único; uma máquina pode ter vários nomes m O DNS marcou a transição da Internet de um modelo de administração centralizado para um modelo de administração distribuído. q hosts.txt (espaço de nomes plano) q DNS (espaço de nomes hierárquico) q nomes curtos + sufixo

14 Internet - 14 root arpa comedu mil pt fr Domínios genéricosDomínios geográficos up uminholnec fc fe tom Espaço de nomes calvin.cs.ushef.ac.uk máquina.departamento.organização.tipo_de_org.país

15 Internet - 15 Tradução m Servidores de nomes m Tal como a generalidade dos serviços da Internet, o DNS é um serviço cliente-servidor. name server cachecache BD Server remoto programa resolver cliente nslookup - interroga o DNS (Unix) número nome

16 Internet - 16 Nomes e números m Administração de nomes é feita pela instituição de nível apropriado q pt - Governo português + FCCN q up - CIUP q fe - CICA m não há correspondência entre as partes do nome e as partes do número IP

17 Internet - 17 Serviços de navegação m São serviços que permitem varrer ou vasculhar documentos em computadores remotos q obter texto, som e imagem de uma multiplicidade de fontes q mostrar automaticamente a informação recuperada q guardar uma cópia no disco local q imprimir uma cópia em papel q seguir referências para documentos relacionados, dispensando o conhecimento exacto do nome do ficheiro e até da máquina m as referências podem mudar de servidor m diferentes dos serviços de recuperação (ftp) que se limitam a transferir informação sem a mostrar

18 Internet - 18 gopher m Serviço baseado em menús q cada linha do menú está associada a outro menú q a um ficheiro que é visualizado ou q a um programa para executar m funcionamento do navegador q contacta o servidor (um de cada vez) q obtém uma página de informação q fecha a ligação q mostra a informação m as fronteiras do computador diluem-se e o conjunto dos servidores de gopher funcionam como um grande repositório integrado


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