A apresentação está carregando. Por favor, espere

A apresentação está carregando. Por favor, espere

25/1/2014 Redes Industriais - R. C. Betini 1 REDES INDUSTRIAIS AULA 4 – CAMADA DE ENLACE DE DADOS E ARQUITETURA DE PROTOCOLOS.

Apresentações semelhantes


Apresentação em tema: "25/1/2014 Redes Industriais - R. C. Betini 1 REDES INDUSTRIAIS AULA 4 – CAMADA DE ENLACE DE DADOS E ARQUITETURA DE PROTOCOLOS."— Transcrição da apresentação:

1 25/1/2014 Redes Industriais - R. C. Betini 1 REDES INDUSTRIAIS AULA 4 – CAMADA DE ENLACE DE DADOS E ARQUITETURA DE PROTOCOLOS

2 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini2 ARQUITETURA DE REDES Hierarquia de Protocolos n A maioria das redes são organizadas como uma séria de camadas ou níveis, para reduzir sua complexidade de design. n O objetivo de cada camada é oferecer certos serviços para as camadas mais altas, isolando essas camadas dos detalhes de como os serviços oferecidos estão atualmente implementados.

3 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini3 ARQUITETURA DE REDES n Protocolo de Camada n : É o conjunto de regras e convenções usadas na comunicação entre a camada n de uma máquina com a camada n de outra máquina. (Fig. 5-1) n Interface : é o limite entre cada nível adjacente. n Define quais operações primitivas e serviços a camada inferior oferece a sua camada adjacente superior.

4 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini4 Camadas, Protocolos e Interfaces

5 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini5 5.1 Hierarquia de Protocolos n Arquitetura de Rede: Conjunto de camadas e protocolos. n A especificação de arquitetura deve conter informação suficiente para permitir a um implementador escrever o programa ou construir o hardware para cada camada de tal forma que o programa obedeça o protocolo apropriado.

6 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini6 A Arquitetura Filósofo-Tradutor-Secretária

7 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini7 Exemplo de Fluxo de Informação Suportando Comunicação Virtual na Camada 5.

8 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini8 Questões de Projeto Relacionadas as Camadas n Mecanismo de estabelecimento de conexões. n Mecanismo de término de sessões. n Regras para transferência de dados. n Comunicação Simplex n Comunicação Half-Duplex n Comunicação Full-Duplex n Controle de fluxo n Controle de sequenciamento de mensagens n Manter o sincronismo entre transmissor e receptor (controle de fluxo) n Quando multiplexar e demultiplexar n Como rotear mensagens na rede

9 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini9 Organizações Internacionais de Padronização n ISO: International Organization for Standardization n IEC: International Electrotechnical Comission n ITU: International Telecommunications Union (antigo CCITT: Comité Consultatif International Télégraphique et Téléphonique) n ITU-T: setor de telecomunicações n ITU-R: setor de radiocomunicações n ITU-D: setor de desenvolvimento

10 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini10 Organizações Internacionais de Padronização n CCIR: Comité Consultatif International des Radiocommunications n JTC 1: Joint Technical Committee 1. Responsável final por padronizações de LANs e MANs. n ANSI : American National Standards Institue. Uma das mais atuantes na área de redes de computadores. n IEEE: Institute of Electrical and Electronics Engineers.

11 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini11 Relação entre os diferentes órgãos de padronização.

12 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini12 Estrutura da ANSI

13 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini13 Organização do IEEE

14 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini14 Modelos de Referência n OSI/ISO n IEEE 802 n TCP/IP O Modelo de Referência OSI da ISO n O modelo de referência de Interconexão de Sistemas Abertos (OSI - Open Systems Interconnection) possui 7 camadas.

15 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini15 Arquitetura de rede baseada no modelo de referência OSI da ISO.

16 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini16 Camada Física n Quantos microsegundos um bit 1 ou 0 deve durar. n n Se a transmissão pode proceder simultaneamente em ambas as direções. n n Como estabelecer e liberar conexões. n n Pinação de conectores e suas respectivas funções. n n Os problemas de projeto relacionam-se com os detalhes mecânicos, elétricos e procedimentos de interfaceamento com a sub rede.

17 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini17 Camada de Enlace de Dados (HOST-ROUTER) n n Quebra os dados de entrada em quadros (frames). n n Cria e reconhece as fronteiras dos quadros. n n Realiza a transmissão sequencial dos quadros. n n Processa confirmações de recebimento. n n Resolve problemas de quadros perdidos, duplicados ou destruídos. n n Recebe os dados da camada física e entrega-os sem erros de transmissão para a camada de rede. n n Trata da sincronização entre um transmissor (rápido) e um receptor (lento) em dados (flow control: HOST-ROUTER)

18 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini18 Camada de Rede (ROUTER-ROUTER) n n Determina como pacotes (a unidade de informação trocada na camada 3) são roteados dentro da sub rede. n n Aceita mensagens do "host" fonte, converte elas para pacotes e direciona estes pacotes para os seus destinos. n n O controle de congestionamento também pertence a camada 3 (ROUTER-ROUTER).

19 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini19 Camada de Transporte (HOST-HOST) n n Multiplexação. n n Identificação de mensagens e suas conexões (sessão). n n Controle de sequenciamento fim-a-fim em cada conexão. n n Detecção de erros fim-a-fim e monitoração da qualidade de serviço. n n Recuperação de erros fim-a-fim. n n Fragmentação das mensagens fim-a-fim se necessário.

20 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini20 Camada de Sessão n n Estabelece uma conexão com um processo noutra máquina (sessão). n n Gerencia o diálogo de uma forma ordenada para um determinado serviço solicitado (gerenciamento de token, não permitindo a mesma operação ao mesmo tempo por ambos os lados ). n n Realiza sincronização de diálogos ( checkpoints).

21 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini21 Camada de Apresentação n n Utiliza linguagens abstratas para converter um determinado formato de informação usado dentro de um computador para uma representação padrão de rede ou vice versa. n n Compressão de mensagens n n Criptografia n n Conversão entre códigos de caracteres (ASCII para EBCDIC) n n Conversão para final de linha, scroll ou modo de página, etc.

22 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini22 Camada de Aplicação n n Interface do usuário com o sistema. n n Provê todos os serviços OSI que podem ser usados pelos processos de aplicação para trocar informações entre si. n n FTAM - File Transfer Access and Management; MHS - Message Handling Systems, ROSE - Remote Operations Service Element, etc.

23 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini23 Transmissão de Dados no Modelo OSI

24 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini24 O Padrão IEEE 802 n n Padrão utilizado em LANs e MANs n n As funções mínimas de comunicação estão implementadas nos níveis 1, 2 n (1) Fornecer um ou mais SAPs para os usuários da rede. n (2) Na transmissão, montar os dados a serem transmitidos em quadros com campos de endereço e detecção de erros. n (3) Na recepção, desmontar os quadros, efetuando o reconhecimento de endereço e detecção de erros. n (4) Gerenciar a comunicação no enlace.

25 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini25 O Padrão IEEE 802 n n Função (1 ) é de responsabilidade do Logical Link Control - LLC n n Funções (2), (3) e (4) é de responsabilidade do Medium Access Control-MAC. n n IEEE 802.1: Descreve o relacionamento entre os diversos padrões IEEE 802 e o relacionamento deles com o RM-OSI. n n IEEE 802.2: Descreve a subcamada superior do nível de enlace a qual usa o protocolo LLC n n IEEE ~ 802.6: Especificam diferentes opções de nível físico e protocolos da subcamada MAC (CSMA/CD, Token Bus, Token Ring, Distributed Queue Dual Bus (DQDB)).

26 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini26 Relação entre os padrões IEEE 802 e RM-OSI

27 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini O Modelo de Referência TCP/IP n n 1969 ARPANET - 1a rede de pacotes n n Anos 70 - evolução para uma inter-rede, com interoperabilidade entre diferentes redes. n n MILNET: Rede militar, baseada em TCP/IP n n Hoje o TCP/IP é a arquitetura de Comunicação aberta que predomina, apesar do OSI. n TCP/IP: maduro, operacional, altamente funcional n OSI: funcionalidade maior, mais complexo, atrasos.

28 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini28 Ilustração do modelo de inter-rede.

29 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini29 Arquitetura da Internet TCP/IP n n Há 4 camadas n n Camada de interface de rede: compatibiliza a tecnologia específica da rede com o protocolo IP. n n Camada de Inter-rede: responsável pela transferência de dados através da inter-rede (roteamento). n n Camada de transporte: descreve tecnologias fim-a-fim para permitir comunicação entre aplicações. n n Camada de aplicação: descreve a tecnologia usada para prover serviços ao usuário final.

30 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini30 Arquitetura da Internet TCP/IP n n Ênfase principal na interconexão de diferentes tecnologias de rede usando principalmente: n Um serviço de transporte orientado à conexão, provido pelo Transmission Control Protocol (TCP) n Serviço de inter-rede sem conexão, provido pelo Internet Protocol (IP)

31 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini31 Comparação das arquiteturas OSI vs. TCP/IP

32 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini32 Uma Visão da Internet

33 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini33 Comunicação TCP/IP

34 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini34 Encapsulamento

35 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini35 Protocolos e redes no modelo TCP/IP

36 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini36 Arquitetura da Internet TCP/IP n n Há diversos protocolos de aplicação: n Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) - correio n File Transfer Protocol (FTP) - transferência de arquivos n Telnet - Terminal Virtual n Domain Name System (DNS) - mapeamento entre nomes e endereços de rede n Simple Network Management Protocol (SNMP) - gerenciamento.

37 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini37 Arquitetura da Internet TCP/IP n n O TCP/IP pode servir de interface de rede ethernet, token ring, FDDI, X.25, Frame relay,... n n Como enviamos datagramas IP sobre um meio físico específico? n Datagramas IP usam endereços IP n Endereços IP são independentes do meio físico n O meio físico usa endereços alocados independentemente do IP.

38 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini38 Exemplo de Redes Rede Novell n n Chegou a ser um dos sistemas de rede mais popular no mundo dos PCs. n n Baseado no modelo cliente-servidor (Fig. 5-15). n n IPX (Internetwork Protocol): sem conexão, similar ao IP. n n NCP (Network Core Protocol): Protocolo de transporte com serviço de conexão, usado na interação entre os clientes e o servidor. n n SPX e TCP: Outros protocolos que poderiam ser utilizados para o transporte. n n SAP (Service Advertising Protocol): A cada minuto cada servidor transmite um pacote de radiodifusão informando seu endereço e os serviços que ele oferece.

39 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini39 Modelo de Referência da rede Novell

40 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini40 Rede Novell n n Funcionamento: n Agentes especiais em roteadores, recolhem estes pacotes e constroem uma tabela de servidores ativos e respectivos endereços. n Quando a máquina de um cliente é butada na rede ela envia um pacote de radiodifusão pedindo por um servidor mais próximo. n Com a resposta do roteador local, o cliente agora pode estabelecer uma conexão NCP com o servidor.

41 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini41 Redes em Gigabits n n Os backbones na Internet operam a velocidades de Gbps. n n As redes em Gbps são principalmente direcionadas as transações que requerem muito bandwidth: n Telemedicina n Teleconferência n 1 imagem (4k x 4k pixels x 8 bits/pixel (preta e branco) ou x 24 bits/pixel (colorida) = 1,28x10 8 ou 3,84x10 8 bits; 100 imagens => 40x10 9 bits

42 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini42 Redes em Gigabits Redes 1. Aurora: n n Opera em fibra ótica a taxas de 622 Mbps ou maiores em cada direção. n n Tecnologia Bellcore e IBM. n n Usada para pesquisa em protocolos gigabits, roteamento, controle de rede e vídeo conferencia. 2. Blanca: n n Opera em 622 Mbps no backbone e outras regiões em taxa menores. n n Tecnologia AT&T Bell Labs. n n Usada para pesquisa em protocolos de controle de rede, interface de hosts, aplicações gigabits (telemedicina), modelamento meteorológico, astronomia.

43 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini43

44 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini44 Redes em Gigabits Outras: CASA, Nectar e VISTAnet. n Aplicações de supercomputador n Processos químicos n Utilização de imagens em 3D para planejamento de terapias de radiação para pacientes de câncer.

45 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini45 Exemplo de Serviços de Comunicação de Dados n n Governo ou companhias privadas oferecem serviços de transmissão de dados para a comunidade. n n A sub-rede é possuída pelo operador da rede (governo ou companhia privada). n n Tal sistema é chamado rede pública. n n Ele é análogo e muitas vezes parte do sistema de telefonia pública.

46 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini46 SMDS - Switched Multimegabit Data Service n n Projetada para conectar múltiplas LANs. n n Tecnologia Bellcore que opera a taxa padrão de 45 Mbps ou taxas menores. n n Opera com linhas alugadas por curta duração para tratar tráfegos do tipo rajada. n n A máxima taxa de operação e tempo de operação da linha deve ser acertado com a concessionária. n n Pacotes são enviados a um roteador SMDS que se encarrega de direcioná-los (Fig. 5-16).

47 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini47 Formato de Pacote SMDS

48 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini48 SMDS - Switched Multimegabit Data Service n n Os endereços fonte e de destino consistem de um código de 4 bits seguido de um número de telefone de até 15 dígitos decimais. n n O payload pode conter qualquer qualquer sequência de bytes até 9188 bytes. Ele pode conter pacotes Ethernet, Token Ring, IP, etc.

49 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini49 Redes X.25 n n X.25: Desenvolvido nos anos 70 pelo CCITT para forncer uma interface entre redes públicas de comutação de pacotes e seus usuários. n n Protocolo de camada física X-21: estabelece a interface física entre o host e a rede. n Poucas redes públicas atualmente suportam esta interface porque ela requer sinal digital ao invés de sinal analógico sobre as linhas telefônicas. n RS-232 é uma interface analógica criada para sanar este problema. n n A maioria das redes X.25 operam em velocidades até 64 kbps. n n Os protocolos das camadas 1, 2 e 3 são conhecidos coletivamente como X.25. n n O X.25 opera com serviço de conexão e permite circuitos virtuais permanente ou comutados.

50 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini50 Redes X.25 n n X-3: é o protocolo que descreve as funções do PAD (Packet Assembler e Disassembler) n n PAD é usado para interfacear terminais não inteligentes com uma rede X.25. n n X.28 é o protocolo definido para interfacear o terminal não inteligente com o PAD. n n X.29 é o protocolo usado para interfacear o PAD e a rede.

51 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini51 Frame Relay n n Surgiu com a mudança na tecnologia nos últimos 20 anos: n Linhas telefônicas são rápidas, digitais e confiáveis. n Computadores são rápidos e baratos. n Utilização de protocolos simples n A maioria do trabalho é feito pelo computador do usuário que pela rede. n n Não utiliza circuito virtual comutado e sim circuito virtual alugado. n n Utiliza circuito virtual alugada (é mais barata e diferente de circuito virtual permanente alugada) n n A conexão pode ser feita entre dois pontos ou entre um dado ponto e múltiplos outros transmitindo pacotes de tamanho de até 1600 bytes. n n Opera em velocidades básicas de 1,5 Mbps.

52 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini52 Frame Relay Frame relay: n n Fornece um caminho para determinar o começo e fim de quadro. n n Detecção de transmissão de erros n n Se um quadro errado é recebido ele é descartado. n n É de responsabilidade do usuário descobrir frames perdidos e recuperá-los. n n Não fornece reconhecimentos de quadros ou controle de fluxo.

53 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini53 ISDN Banda Larga e ATM n n Uma rede que subistitue o sistema telefônico e todas as redes especializadas (DQDB, SMDS, Frame Relay, FDDI, X-25, CATV, etc.) n n Uma única rede integrada para qualqer tipo de transferência de informação. n n Uma taxa de transmissão bastante alta comparada com as existentes. n n Possibilidade de oferecer uma ampla variedade de novos serviços. n n Serviço de Longa Distância: Broadband Integrated Services Digital Network (B-ISDN)

54 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini54 ISDN Banda Larga e ATM Serviços: n n Vídeo sobre demanda n n Televisão ao vivo de várias fontes n n Correio eletrônico multimedia n n Música com qualidade de CD n n Interconexão de LANs n n Transferência de dados em alta velocidade, etc.

55 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini55 ISDN Banda Larga e ATM Tecnologia que torna B-ISDN possível: n n Asynchronous Transfer Mode (ATM) n n Utiliza pequenos pacotes chamados células de 53 bytes de tamanho. n n Utiliza comutação de células e não comutação de circuitos. n n Motivo n Comutação de células é altamente flexível n Pode tratar taxa de tráfego constante (audio e vídeo) e variável (dados) n Comutação digital de células em velocidade muito alta é mais fácil de ser realizada que técnicas de modulação tradicionais. n A comutação de células pode fornecer serviço de radiodifusão de televisão, comutação de circuitos não.

56 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini56 ISDN Banda Larga e ATM Tecnologia que torna B-ISDN possível: n n Redes ATM utilizam serviço orientado a conexão. n n Redes ATM utilizam linhas e roteadores assim como WANs tradicionais. n n Canais de 155 Mbps foram escolhidos porque é a taxa necessária para transmissão de televisão com alta resolução. n n Taxa de 622 Mbps foi escolhida para que 4 canais de televisão pudessem ser suportados.

57 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini57 O Modelo de Referência ATM

58 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini58 Circuito Virtual ATM

59 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini59 O modelo de Referência B-ISDN usando ATM n n Consiste basicamente de 3 camadas (Fig. 5-17) n n Plano do usuário: Transferência de informações do usuário e controle associado a essa transferência como controle de fluxo e erros. n n Plano de controle: Controle de chamada e funções de controle das conexões. Sinalização referente ao estabelecimento, supervisão e liberação de chamada e conexão. n n Gerenciamento de Camadas: trata dos fluxos de informação de operação e de manutenção de cada camada. n n Plano de Gerenciamento : Gerencia as camadas e coordena os planos (Fig. 5-18).

60 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini60 As camadas e subcamadas ATM e suas funções.

61 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini61 O modelo de Referência B-ISDN usando ATM Glossário: n n PMD - Physical Medium Dependent sublayer n n TC - Transmission Convergence sublayer n n AAL - ATM Adaptation Layer n n SAR - Segmentation and Reassembly sublayer n n CS - Convergence sublayer

62 25/1/2014Redes Industriais - R. C. Betini62 Comparação de Serviços


Carregar ppt "25/1/2014 Redes Industriais - R. C. Betini 1 REDES INDUSTRIAIS AULA 4 – CAMADA DE ENLACE DE DADOS E ARQUITETURA DE PROTOCOLOS."

Apresentações semelhantes


Anúncios Google