A apresentação está carregando. Por favor, espere

A apresentação está carregando. Por favor, espere

Redes de Computadores Introdução - Capítulo 1 Professores: Solange da Silva Wilmar Oliveira de Queiroz.

Apresentações semelhantes


Apresentação em tema: "Redes de Computadores Introdução - Capítulo 1 Professores: Solange da Silva Wilmar Oliveira de Queiroz."— Transcrição da apresentação:

1 Redes de Computadores Introdução - Capítulo 1 Professores: Solange da Silva Wilmar Oliveira de Queiroz

2 Histórico de Redes de Computadores Século XVIII - era de grandes sistemas mecânicos (Revolução Industrial) Século XIX - era das máquinas a vapor Século XX - principais conquistas foram no campo da aquisição, processamento e da distribuição das informações: –Instalação de Redes de telefonia em escala mundial –Invenção do rádio e da televisão –Nascimento e crescimento da indústria de Informática –Lançamento de Satélites de comunicação –Internet

3 Conceito de Redes de Computadores Conceito - conjunto de computadores autônomos interconectados. 2 computadores estão interconectados quando podem trocar informações. Vantagens: –Compartilhamento de recursos –Segurança e confiabilidade do sistema –Grupo de trabalho –Compartilhamento de informações –Etc. Origem Transmissor Sistema de Transmissão Receptor Destino Sistema de OrigemSistema de Destino

4 Evolução das Redes de Computadores (1)

5 Evolução das Redes de Computadores (2)

6 Evolução das Redes de Computadores (3)

7 Evolução das Redes de Computadores (4)

8 Evolução das Redes de Computadores (5)

9 Uso de Redes de Computadores Aplicações comerciais Aplicações residenciais Usuários móveis Questões sociais

10 Aplicações Comerciais de Redes Uma rede com dois clientes e um servidor.

11 Aplicações Comerciais de Redes (2) O modelo cliente-servidor envolve solicitações e respostas.

12 Aplicações Residenciais de Redes Acesso à informações remotas Comunicação entre pessoas Entretenimento interativo Comércio eletrônico

13 Aplicações Residenciais de Redes (2) Em um sistema não-hierárquico não existem clientes e servidores fixos.

14 Aplicações Residenciais de Redes (3) Algumas formas de comércio eletrônico (e-commerce). AbreviaçãoNome completoExemplo B2CBusiness-to-consumer Pedidos de livros on-line B2BBusiness-to-business Fabricante de automóveis solicitando pneus a um fornecedor G2CGovernment-to-consumer Governo distribuindo eletronicamente formulários de impostos C2CConsumer-to consumer Leilões on-line de produtos usados P2PPeer-to-peer Compartilhamento de arquivos

15 Redes de Usuários Móveis Combinações de redes sem fio (wireless) e computação móvel. Sem fioMóvelAplicações Não Computadores de desktop em escritórios NãoSimUm notebook usado em um quarto de hotel SimNãoRedes em edifícios mais antigos que não dispõem de fiação Sim Escritório portátil; PDA para registrar estoque de uma loja

16 Hardware de Rede Local Area Networks (LANs) – Redes Locais Metropolitan Area Networks (MANs) - Redes Metropolitanas Wide Area Networks (WANs) – Redes Geograficamente Distribuídas Redes Sem Fio Redes Domésticas Internetworks – Inter-redes

17 Tipos de tecnologias de transmissão Links de difusão (broadcast) Links ponto-a-ponto Hardware de Rede (2)

18 Difusão Pacote é transmitido a todas as máquinas da rede, mas somente a máquina-destino a recebe Várias máquinas compartilham o mesmo meio físico Ponto-a-ponto O pacote é transmitido da origem até o destino através do caminho (rota) mais curto Hardware de Rede (3)

19 Hardware de Rede (4) Classificação dos processadores interconectados por escala. Distância entre processadores Processadores localizados no(a) mesmo(a) Exemplo 1 mMetro quadradoRede Pessoal 10 mSala Rede Local 100 mEdifício 1 kmCampus 10 kmCidadeRede Metropolitana 100 kmPaís Rede Geograficamente Distribuída kmContinente kmPlanetaInternet

20 Local Area Networks (a)Barramento; (b) Anel Computadores estão fisicamente próximos Altas taxas de transmissão Menor taxa de erros Redes de difusão ou ponto-a-ponto Ex: Ethernet Duas redes de difusão (broadcast).

21 Redes Metropolitanas (MANs) Uma Rede Metropolitana baseada na TV a cabo.

22 Redes Geograficamente Distribuídas - WANs Relação entre hosts em LANs e a subrede. Computadores estão fisicamente distantes Menores taxas de transmissão Maior taxa de erros Ponto-a-ponto

23 Redes Geograficamente Distribuídas WANs (2) Um fluxo de pacotes indo do transmissor até o receptor.

24 Redes Sem Fio São divididas em 3 Categorias Principais: Interconexão de Sistemas LANs Sem Fio WANs Sem Fio

25 Redes Sem Fio (2) (a) Configuração Bluetooth (b) LAN sem fio

26 Redes Sem Fio (3) (a) Computadores móveis individuais (b) Uma LAN móvel

27 Categorias de Redes Domésticas Computadores (PC de mesa, notebook, PDA, periféricos compartilhados) Entretenimento (TV, DVD, VCR, câmeras de vídeo e fotográfica, equipamento estéreo, MP3) Telecomunicações (telefone, celular, intercomunicador, fax) Eletrodomésticos (microondas, refrigerador, relógio, forno, ar condicionado, lâmpadas) Telemetria (medidores de consumo de serviços de utilidade pública, alarmes de fumaça/arrombamento, termostato, câmeras para monitorar bebês).

28 Software de Rede Hierarquias de Protocolos Questões de projeto relacionadas às camadas Serviços Orientados à Conexão e Sem Conexões Primitivas de Serviço O relacionamento entre Serviços e Protocolos

29 Camadas de Protocolos As redes são complexas! muitos pedaços: –hosts –roteadores –enlaces de diversos meios –aplicações –protocolos –hardware, software

30 Organização de uma viagem aérea Uma série de passos/ações

31 Organização de uma Viagem Aérea - Serviços Transporte balcão a balcão de pessoas+bagagens transporte de bagagens transferência de pessoas: entre portões transporte do avião de pista a pista roteamento do avião da origem ao destino

32 Funcionalidade de uma linha aérea em camadas Camadas: cada camada implementa um serviço –através de ações internas à camada –depende dos serviços providos pela camada inferior

33 bilhete (compra) bagagem (check in) portão (embarque) subida roteamento do avião bilhete (reclamação) bagagem (recup.) portão (desembarque) aterrissagem roteamento do avião roteam. aviões aeroporto de saída aeroporto de chegada localidades intermediárias de tráfego aéreo roteam. aviões Organização de uma Viagem Aérea – Implementação distribuída das funcionalidades das camadas

34 Por que dividir em camadas? Lidar com sistemas complexos: estrutura explícita permite a identificação e relacionamento entre as partes do sistema complexo –modelo de referência em camadas para discussão modularização facilita a manutenção e atualização do sistema –mudança na implementação do serviço da camada é transparente para o resto do sistema –ex., mudança no procedimento no portão não afeta o resto do sistema divisão em camadas é considerada prejudicial?

35 Pilha de protocolos Internet aplicação: dá suporte a aplicações de rede –FTP, SMTP, HTTP transporte: transferência de dados host-a-host –TCP, UDP rede: roteamento de datagramas da origem até o destino –IP, protocolos de roteamento enlace: transferência de dados entre elementos de rede vizinhos –PPP, Ethernet física: bits no fio aplicação transporte rede enlace física

36 O Modelo de Referência OSI

37 Camadas: comunicação lógica aplicação transporte rede enlace física aplicação transporte rede enlace física aplicação transporte rede enlace física aplicação transporte rede enlace física rede enlace física Cada camada: distribuída as entidades implementam as funções das camadas em cada nó as entidades executam ações, trocam mensagens entre parceiras

38 Camadas: comunicação lógica aplicação transporte rede enlace física aplicação transporte rede enlace física aplicação transporte rede enlace física aplicação transporte rede enlace física rede enlace física dados Ex.: transporte recebe dados da aplicação adiciona endereço e verificação de erro para formar o datagrama envia o datagrama para a parceira espera que a parceira acuse o recebimento (ack) analogia: correio dados transporte ack

39 Camadas: comunicação física aplicação transporte rede enlace física aplicação transporte rede enlace física aplicação transporte rede enlace física aplicação transporte rede enlace física rede enlace física dados

40 mensagem segmento datagrama quadro origem aplicação transporte rede enlace física HtHt HnHn HlHl M HtHt HnHn M HtHt M M destino HtHt HnHn HlHl M HtHt HnHn M HtHt M M rede enlace física enlace física HtHt HnHn HlHl M HtHt HnHn M HtHt HnHn HlHl M HtHt HnHn M HtHt HnHn HlHl M HtHt HnHn HlHl M roteador switch Encapsulamento aplicação transporte rede enlace física

41 Software de Rede Hierarquias de Protocolos Camadas, protocolos e interfaces.

42 O que é um protocolo? protocolos humanos: que horas são? tenho uma dúvida apresentações … msgs específicas são enviadas … ações específicas são realizadas quando as msgs são recebidas, ou acontecem outros eventos Protocolos de rede: máquinas ao invés de pessoas 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

43 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

44 Hierarquias de Protocolos (2) A arquitetura filósofo-tradutor-secretária.

45 Hierarquia de Protocolos (3) Exemplo de fluxo de informações que admite a comunicação virtual na camada 5. Cabeçalho H inclui informações de controle, como nº de seqüência, por exemplo, a fim de permitir que a camada 4 do destino possa repassar a mensagem na ordem correta. Cabeçalho pode conter hora, tamanho e outros campos de controle

46 Questões de Projeto relacionadas às Camadas Endereçamento Controle de Erros Controle de Fluxo Multiplexação e demultiplexação Roteamento

47 Serviços Orientados à Conexão e Serviços Sem Conexão Seis tipos diferentes de serviços. ServiçoExemplo Orientado à conexão Fluxo de mensagens confiávelSequência de páginas Fluxo de bytes confiávelLogon remoto Conexão não-confiávelVoz digitalizada Sem conexão Datagrama não-confiávelLixo de correio eletrônico Datagrama confirmadoCorrespondência registrada Solicitação/respostaConsulta a banco de dados

48 Primitivas de Serviço Cinco primitivas de serviço para implementação de uma conexão simples. PrimitivaSignificado LISTENEspera bloqueada por uma conexão de entrada CONNECTEstabelece uma conexão com um par que está à espera RECEIVEEspera bloqueada por uma mensagem de entrada SENDEnvia uma mensagem ao par DISCONNECTEncerra uma conexão

49 Primitivas de Serviço (2) Pacotes enviados em uma interação cliente/servidor simples em uma rede orientada à conexão.

50 Relacionamento entre um Serviço e um Protocolo SERVIÇO é um conjunto de primitivas que uma camada oferece à camada situada acima dela. Define as operações que uma camada oferece. PROTOCOLOS são utilizados pelas entidades pares contidas nas camadas para implementar suas definições de serviço. Protocolos podem ser trocados, desde que não altere o serviço oferecido pela camada. Portanto, Serviços e Protocolos são independentes um do outro;

51 Modelos de Referência O Modelo de Referência OSI O Modelo de Referência TCP/IP Comparando os Modelos OSI e TCP/IP Uma crítica aos Protocolos e ao Modelo OSI Uma crítica ao Modelo de Referência TCP/IP

52 Modelos de Referência O modelo de referência OSI.

53 Modelos de Referência (2)

54 Interface física entre o computador e a rede Responsabilidade: transmissão de bits em um canal de comunicação Questões a definir: interfaces elétricas e mecânicas taxa de transmissão distâncias Modelos de Referência (3) – Camada Física

55 Modelos de Referência (4) – Camada de Enlace de Dados Ativação, manutenção e desativação de um enlace confiável Responsabilidade: transmissão dos dados livre de erros para as camadas superiores Tarefas: enquadramento (divisão dos dados em pedaços) –bits de cabeçalho e trailer endereçamento controle de fluxo e detecção erros

56 CAMADA DE REDE Seleção do melhor caminho entre duas entidades fins (roteamento) Fragmentação e remontagem de pacotes Compatibilização entre redes de tecnologias diferentes Não é necessária em enlaces diretos CAMADA DE TRANSPORTE Provê de ligação virtual fim-a-fim entre entidades fins Controle de erro e fluxo fim-a-fim Tem uma qualidade de serviço associada Modelos de Referência (5) – Camadas de Rede e de Transporte

57 CAMADA DE SESSÃO estabelece, gerencia e finaliza sessões entre aplicações recupera a sessão em caso de interrupção muitos modelos não incluem uma camada de sessão CAMADA DE APRESENTAÇÃO uniformiza o formato de dados compressão e criptografia de dados muitos modelos não incluem uma camada de apresentação CAMADA DE APLICAÇÃO interface com o usuário fornece serviços básicos necessários para uma variedade de aplicações Ex: transferência de arquivos (FTP), acesso remoto (HTTP), correio eletrônico Modelos de Referência (6) – Camadas de Sessão, de Apresentação e de Aplicação

58 Modelos de Referência (7) O modelo de referência TCP/IP.

59 Modelos de Referência (8) Redes e Protocolos no Modelo TCP/IP.

60 Comparando os Modelos OSI e TCP/IP Conceitos fundamentais do modelo OSI Serviços –Conjunto de operações que uma camada oferece para a camada acima dela; –A definição do serviço informa o que a camada faz; Interfaces –A interface de uma camada informa como os processos acima dela podem acessá-la Protocolos –Conjunto de regras que controla o formato e o significado dos quadros, pacotes ou mensagens trocadas pelas entidades partes contidas em uma camada

61 Uma Crítica ao Modelo e Protocolos OSI Por quê o mundo não assumiu o modelo OSI? Momento ruim –Demorou a sair do papel Tecnologia ruim –Complexidade, funções repetidas Implementações ruins –Lentas, pesadas e gigantescas Políticas ruins –Imagem associada a burocracia

62 Momento ruim O apocalipse dos dois elefantes. O Modelo OSI demorou a sair do papel

63 Uma Crítica ao Modelo de Referência TCP/IP Problemas: Serviço, interface e protocolo não diferenciados com clareza Não é um modelo geral Camada host-rede não é realmente uma camada e sim uma interface (entre as camadas de redes e de enlace) Nenhuma distinção entre as camadas física e de enlace Protocolos secundários profundamente enraizados, e de difícil substituição

64 Modelo Híbrido O modelo de referência híbrido que será usado neste livro.

65 Exemplos de Redes The Internet Redes Orientadas à Conexão: X.25, Frame Relay e ATM Ethernet Wireless LANs: 802:11

66 The ARPANET (a) Estrutura do sistema telefônico. (b) Sistema de comutação distribuído proposto por Baran.

67 The ARPANET (2) O projeto original ARPANET. IMP – Interface Message Processors

68 The ARPANET (3) Crescimento da ARPANET (a) Dezembro (b) Julho (c) Março (d) Abril (e) Setembro 1972.

69 NSFNET O backbone NSFNET em 1988.

70 Uso da Internet Aplicações Tradicionais (1970 – 1990) Correio eletrônico Newsgroups (fóruns especializados) Login remoto (telnet, rlogin ou ssh) Transferência de arquivos (FTP)

71 Arquitetura da Internet Visão da Internet. POP – Point of presence; NAP – Network access point

72 Circuitos Virtuais ATM Um circuito virtual.

73 Circuitos Virtuais ATM (2) Uma célula ATM.

74 O Modelo de Referência ATM O modelo de referência ATM.

75 O Modelo de Referência ATM (2) As camadas, subcamadas ATM e suas funções.

76 Ethernet Arquitetura original da Ethernet.

77 Wireless LANs (a) Redes Wireless com uma estação base (802.11). (b) Rede Ad hoc.

78 Wireless LANs (2) O alcance de um único rádio pode não cobrir todo o sistema.

79 Wireless LANs (3) Uma rede multicélula

80 Padronização de Redes Quem é quem no mundo das Telecomunicações Quem é quem no mundo dos Padrões Internacionais Quem é quem no mundo dos Padrões Internet

81 ITU Principais setores Radiocomunicações (ITU-R) Padronização de Telecomunicações (ITU-T) Desenvolvimento (ITU-D) Classes dos Membros Governos Nacionais Membros Setoriais Membro Associados Agências Reguladoras

82 IEEE 802 Standards Os grupos de trabalho 802. Os mais importantes são marcados com *. Os marcados com estão hibernando. O grupo marcado com está desativado.

83 Unidades Métricas Os principais prefixos métricos.

84 História da Internet 1961: Kleinrock - teoria das filas demonstra eficiência da comutação por pacotes 1964: Baran - comutação de pacotes em redes militares 1967: concepção da ARPAnet pela ARPA (Advanced Research Projects Agency) 1969: entra em operação o primeiro nó da ARPAnet : Estréia da comutação de pacotes

85 História da Internet 1972: demonstração pública da ARPAnet NCP (Network Control Protocol) primeiro protocolo host-host primeiro programa de ARPAnet com 15 nós : Estréia da comutação de pacotes

86 Princípios de interconexão de Cerf e Kahn: –minimalismo, autonomia - não é necessária nenhuma mudança interna para interconectar redes –modelo de serviço best effort –roteadores sem estados –controle descentralizado definem a arquitetura atual da Internet História da Internet 1970: rede de satélite ALOHAnet no Havaí 1973: Metcalfe propõe a Ethernet em sua tese de doutorado 1974: Cerf e Kahn - arquitetura para a interconexão de redes fim dos anos 70: arquiteturas proprietárias: DECnet, SNA, XNA fim dos anos 70: comutação de pacotes de comprimento fixo (precursor do ATM) 1979: ARPAnet com 200 nós : Interconexão de redes novas e proprietárias

87 História da Internet 1983: implantação do TCP/IP 1982: definição do protocolo SMTP para 1983: definição do DNS para tradução de nome para endereço IP 1985: definição do protocolo FTP 1988: controle de congestionamento do TCP novas redes nacionais: Csnet, BITnet, NSFnet, Minitel hosts conectados numa confederação de redes : novos protocolos, proliferação de redes

88 História da Internet início dos anos 90: ARPAnet desativada 1991: NSF remove restrições ao uso comercial da NSFnet (desativada em 1995) início dos anos 90 : Web –hypertexto [Bush 1945, Nelson 1960s] –HTML, HTTP: Berners- Lee –1994: Mosaic, posteriormente Netscape –fim dos anos 90: comercialização da Web Final dos anos 90: est. 50 milhões de computadores na Internet est. mais de 100 milhões de usuários enlaces de backbone a 1 Gbps 1996: criação do projeto INTERNET2 novas aplicações: mensagens instantâneas, compartilhamento de arquivos P2P Anos 90: comercialização, a Web

89 Evolução do Número de Hosts

90 Internet/BR Aberta para uso comercial em 1994 A Rede Nacional de Pesquisa (RNP) teve início em Posição absoluta (Network Wizards, 01/07): –Número de hosts: –8 o do Mundo –2 o das Américas (Canadá em 2 o lugar com ) –1 o da América do Sul (Argentina em 2 o lugar com ) IBOPE/NetRatings (3/07): –16,3 Milhões de Internautas residenciais ativos –25 milhões de brasileiros têm acesso a computador nos seus domicílios –32,9 milhões têm acesso em qualquer ambiente Fonte:


Carregar ppt "Redes de Computadores Introdução - Capítulo 1 Professores: Solange da Silva Wilmar Oliveira de Queiroz."

Apresentações semelhantes


Anúncios Google