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1: Introdução1 Redes de Computadores Prof. Nelson Fonseca

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Apresentação em tema: "1: Introdução1 Redes de Computadores Prof. Nelson Fonseca"— Transcrição da apresentação:

1 1: Introdução1 Redes de Computadores Prof. Nelson Fonseca

2 1: Introdução2 Parte I: Introdução Objetivos: r Introduzir conceitos básicos em redes r dar uma visão geral da matéria, maiores detalhes ao longo do curso r Abordagem: m descritiva m Internet como exemplo Conteúdo do capítulo: r O que é a Internet r O que é um protocolo? r periferia da rede r núcleo da rede r rede de acesso, meios físicos r noções de desempenho r hierarquia de protocolos, modelos de serviços r backbones, NAPs, ISPs r história Ler capítulo 1 do livro texto

3 1: Introdução3 Aparelhos Internet interessantes O menor servidor Web do mundo Porta retratos IP Tostadeira habilitada para a Web + Previsão do tempo

4 1: Introdução4 O que é a Internet? r Milhões de dispositivos interconectados: hosts, sistemas finais m Estações de trabalho, servidores m PDAs, fones, torradeiras executando aplicativos r Enlaces de comunicação m fíbras óticas, cobre, rádio, satélite r roteadores: encaminham pacotes (blocos) de dados ao longo da rede ISP local rede coorporativa ISP regional roteador estação servidor móvel

5 1: Introdução5 O que é a Internet r protocolos: controla o envio e recebimento de msgs m e.g., TCP, IP, HTTP, FTP, PPP r Internet: rede de redes m Fracamente hierarquizada m Internet pública versus intranet privativas r Padrões Internet m RFC: Request for comments m IETF: Internet Engineering Task Force ISP local rede coorporativa ISP regional roteador estação servidor móvel

6 1: Introdução6 Serviços da Internet r Infraestrutura de comunicação permite aplicações distribuídas: m WWW, , jogos, comércio eletrônico, banco de dados., compartilhamento de arquivos (MP3) r Serviços de comunicação: m sem conexão m orientado à conexão r cyberspace [Gibson]: a consensual hallucination experienced daily by billions of operators, in every nation,...."

7 1: Introdução7 O que é um protocolo? Protocolos humanos: r Que horas são? r Eu tenho uma pergunta … Msgs específicas enviadas … Ações específicas tomadas frente ao recebimento das msgs Protocolos de Redes: r Máquinas ao invés de humanos r Toda comunicação em redes é regida por protocolos Protocolos definem o formato, a ordem de envio e recebimento de msgs entre entidades e ações realizadas

8 1: Introdução8 Protocolos Exemplos de protocolos humanos e de computadores Oi Que horas são? 2:00 Resposta de conexão TCP Get tempo Solicitação de conexão TCP

9 1: Introdução9 Estrutura da Rede r Periferia da rede: aplicações e hosts r Núcleo da rede: m roteadores m redes de redes r redes de acesso, meio físico: enlaces de comunicação

10 1: Introdução10 Periferia da Rede: r Sistemas finais (hosts): m executam aplicativos m WWW, m na periferia da rede r modelo cliente/servidor m host cliente envia requisição, servidor executa serviço m e.g., cliente WWW(browser)/ servidor; cliente/servidor r modelo ponto-a-ponto : m Interação simétrica entre hosts; m Mínimo (ou nenhum) uso de servidores dedicados;

11 1: Introdução11 Periferia da Rede: serviços orientados à conexão Objetivo: transferência de dados entre sistemas finais r handshaking: estabelecimento de conexão - preparação para transferência de dados m TCP - Transmission Control Protocol m Serviço orientado à conexão da Internet Serviços TCP [RFC 793] r Confiável, em seqüência, (byte-stream) m Perdas: confirmações e retransmissões r Controle de fluxo: m transmissor não sobrecarrega o receptor; r Controle de congestionamento: m transmissor dimui taxa de transmissão quando a rede está congestionada

12 1: Introdução12 Serviços não orientados a conexão Objetivo: transferência de dados entre sistemas finais r UDP - User Datagram Protocol [RFC 768]: serviços sem conexão da Internet m transferência não- confiável m sem controle de fluxo m sem controle de congestionamento Aplicações típicas que usam TCP: r HTTP (WWW), FTP, Telnet, SMTP ( ) Aplicações típicas que usam UDP r áudio sob medida, teleconferência, Telefonia Internet

13 1: Introdução13 O Núcleo da Rede r Malha de roteadores interconectados r Questão fundamental: Como os dados são transferidos na rede? m comutação de circuitos: circuitos dedicados - rede telefônica m comutação de pacotes: dados enviados pela rede em blocos

14 1: Introdução14 Comutação de Circuitos Recursos reservados fim-a-fim para uma chamada ( call) r banda passante do enlace, capacidade do comutador r recursos dedicados: não há compartilhamento r desempenho garantido r Estabelecimento de circuito obrigatório

15 1: Introdução15 Comutação de Circuitos Banda passante dividida em fatias r fatias de recursos alocados às chamadas r desperdício: caso recurso não esteja sendo utilizado r Divisão da banda passante m Divisão por freqüência m Divisão por tempo r Divisão da banda passante m Atribui diferentes freqüências m Atribui banda em diferentes intervalos de tempo

16 1: Introdução16 Comutação de Circuitos: FDMA e TDMA FDMA Freqüência tempo TDMA Freqüência tempo 4 usuários Exemplo:

17 1: Introdução17 Comutação de Pacotes Fluxo de dados fim-a-fim dividido em pacotes r pacotes compartilham recursos da rede r cada pacote usa totalmente a banda passante do enlace r recursos usados qdo necessário Contenção de recursos: r a demanda por recursos pode ultrapassar o disponível r congestionamento: enfileiramento para uso do enlace r Armazena-e- retransmite: pacotes trafegam um comutador de cada vez m trasmitem e esperam a vez Divisão da banda em fatias Alocação Reserva de recursos

18 1: Introdução18 Comutação de Pacotes: multiplexação estatística A B C 10 Mbs Ethernet 1.5 Mbs 45 Mbs D E Multiplexação estatística Fila de pacotes esperando no enlace de saída Comutação de pacotes versus comutação de circuitos: analogia com restaurantes r existem outras analogias humanas?

19 1: Introdução19 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 de circuito: m 10 usuários r Comutação de Pacotes: m com 35 usuários, probabilidade > 10 ativos <.0004 Comutação de pacotes permite um maior número de usuários na rede! N usuários Enlace de 1 Mbps

20 1: Introdução20 r Ideal para tráfego em rajada m compartilhamento de recursos m não há o estabelecimento da chamada (call setup) r Congestionamento excessivo: perda e retardo m protocolos necessário para transmissão confiável e controle de congestionamento r Como prover serviços tipo circuito?? m Garantia de banda passante para aplicações de vídeo e áudio m Ainda é um problema em aberto (cap 6) Comutação de pacotes versus comutação de circuitos A comutação de pacotes ganha de lavagem?

21 1: Introdução21 Comutação de Pacotes: armazena-e-reenvia r Leva L/R segundos para transmitir o pacote com L bits em um enlace de R bps; r O pacote inteiro deve chegar ao comutador antes de ser transmitido no próximo enlace: armazena-e- reenvia r Atraso = 3L/R Exemplo: r L = 7.5 Mbits r R = 1.5 Mbps r atraso = 15 sec R R R L

22 1: Introdução22 Comutação de Pacotes: segmentação de mensagens r Cada pacote com 1,500 bits r 1 msec para transmitir o pacote em um enlace; r pipelining: cada enlace trabalha em paralelo r Atraso reduzido de 15 segundos para segundos Agora a mensagem é segmentada em 5000 pacotes

23 1: Introdução23 Roteamento em Redes de Comutação de Pacotes r Objetivo: mover pacotes entre roteadores da origem ao destino r datagrama: m endereço de destino determina próximo roteador (hop) m rotas podem mudar durante sessão m analogia: dirigindo pedindo informação r circuitos virtuais: m cada pacote carrega um rótulo (virtual circuit ID), que determina o próximo roteador (hop) m rota é fixada no momento do estabelecimento da conexão (call setup time), permanece fixo durante toda a chamada m roteadores mantém informações por conexão

24 1: Introdução24 Taxonomia da Rede Redes de Telecomunicações Redes de comutação de circuitos FDM TDM Redes de comutação de pacotes Redes com CVs Redes datagrama Uma rede datagrama não é orientada à conexão ou não- orientada à conexão. Internet provê a suas aplicações serviços orientados à conexão (TCP) e não orientados à conexão (UDP).

25 1: Introdução25 Redes de Acesso e Meios Físicos P: Como conectar os sistemas finais aos roteadores de borda? r Redes de acesso residencial r redes de acesso institucional (escolas, empresa) r redes de acesso móvel Considere: r largura de banda (bits por segundo) da rede de acesso? r compartilhada ou dedicada?

26 1: Introdução26 Rede de Acesso Residencial ponto-a-ponto r Discado (Dialup) via modem m acesso direto ao roteador de até 56Kbps (teoricamente); m Não pode falar ao telefone e surfar na Internet ao mesmo tempo; não pode estar sempre conectado r RDSI/ISDN: m rede digital de serviços integrados: conexão digital de 128Kbps ao roteador. r ADSL: asymmetric digital subscriber line m até 1 Mbps na direção da rede (upstream) (tipicamente < 256 kbps) m até 8 Mbps na direção do usuário (downstream) (tipicamente < 1 Mbps) m FDM: 50 kHz – 1MHz na direção do usuário 4kHz – 50 kHz na direção da rede

27 1: Introdução27 Acesso residencial: cable modems r HFC: hybrid fiber coax m assimétrico: até 10Mbps na direção da rede, 1 Mbps na direção do usuário; r rede de cabos e fibra conectam as residências ao roteador do ISP m acesso compartilhado ao roteador pelas residências m questões: congestionamento, dimensionamento r implantação: disponível através de empresas de TV a cabo, ex.: VIRTUA (Net)

28 1: Introdução28 Acesso residencial: cable modems Diagram:

29 1: Introdução29 Arquitetura de Redes com cabo: visão geral casa Central Rede de distribuição dos cabos (simplificada) Tipicamente 500 a 5,000 casas

30 1: Introdução30 Arquitetura de Redes com cabo: visão geral casa central Rede de distribuição dos cabos (simplificada)

31 1: Introdução31 Arquitetura de Redes com cabo: visão geral casa central Rede de distribuição dos cabos (simplificada) servidores(s)

32 1: Introdução32 Arquitetura de Redes com cabo: visão geral casa central Rede de distribuição dos cabos (simplificada) canais VIDEOVIDEO VIDEOVIDEO VIDEOVIDEO VIDEOVIDEO VIDEOVIDEO VIDEOVIDEO DATADATA DATADATA CONTROLCONTROL FDM:

33 1: Introdução33 Acesso Institucional: Redes Locais r rede local (LAN - Local Area Network) da empresa/univ. conecta sistemas finais ao roteador de borda r Ethernet: m cabos compartilhados ou dedicados conectam o sistema final ao roteador m 10 Mbs, 100Mbps, Gigabit Ethernet r instalação: instituições, brevemente nas residências r LANs: serão vistas depois.

34 1: Introdução34 Redes de Acesso sem Fio (wireless) r rede de acesso compartilhado sem fio conecta o sistema final ao roteador m via estação base (ponto de acesso) r LANs sem fio: m ondas de rádio substituem os fios m b (Wifi): 11 Mbps r acesso sem fio com maior cobertura m CDPD: acesso sem fio ao roteador do ISP através da rede celular m Provido pela operadora de telecomunicações; m WAP/GRPS na Europa m 3G ~384 Kbps estação base usuário móvel roteador

35 1: Introdução35 Home networks Componentes típicos de home networks: r ADSL ou cable modem r roteador/firewall r Ethernet r ponto de acesso wireless wireless ponto de acesso wireless laptops roteador/ firewall cable modem De/para cable headend Ethernet (switched)

36 1: Introdução36 Meio Físico r enlace físico: bit de dados transmitido se propaga através do enlace r meios guiados: m os sinais se propagam em meios sólidos: cobre, fibra r meios não guiados: m os sinais se propagam livremente, ex. rádio Par Trançado r dois fios m Categoria 3: telefonia tradicional, 10 Mbps Ethernet m Categoria 5 TP: 100Mbps Ethernet

37 1: Introdução37 Cabo Coaxial e Fibra Ótica Cabo coaxial: r fio (transporta o sinal) dentro de outro fio (blindagem) m banda básica (baseband): canal único no cabo m banda larga (broadband): múltiplos canais num cabo r bidirecional r uso comum em Ethernet 10Mbs Cabo de fibra óptica: r fibra de vidro transporta pulsos de luz, cada pulso é um bit r opera em alta velocidade: m Ethernet 100Mbps m transmissão ponto a ponto de alta velocidade (ex., 5 Gps) r baixa taxa de erros: imune a ruídos eletromagnéticos

38 1: Introdução38 Meios físicos: rádio r Sinal transportado em meio eletromagnético r não existe cabo r bidirecional r efeitos de propagação: m reflexão m obstrução de objetos m interferência Tipos de enlaces de rádio: r microondas m ex.: canais de até 45 Mbps r LAN (ex., waveLAN) m 2Mbps, 11Mbps r longa distância (ex., celular) m ex. CDPD, 10s Kbps r satélite m canal de até 50Mbps (ou múltiplos canais menores) m atraso fim a fim de 270 mseg m geoestacionário versus LEOS

39 1: Introdução39 Estrutura Internet: redes de redes r Ligeiramente hierarquizado r No centro: ISPs-nível-1 (ex: UUNet, BBN/Genuity, Sprint, AT&T), cobertura nacional/internacional m Tratamento igualitário entre os ISPs ISP-nível-1 Provedores nível-1 se interconectam privativamente NAP provedores nível-1 também se interconectam em pontos públicos de acesso (NAP - network access points)

40 1: Introdução40 ISP-nível-1: ex: Sprint Backbone Sprint US

41 1: Introdução41 Estrutura Internet: redes de redes r ISPs – nível-2: ISPs menores (geralmente regionais) m Conectado a um ou mais ISPs-nível-1, e possivelmente a vários ISPs-nível-2 ISP-nível-1 NAP ISP-nível-2 ISPs nível2 pagam para ISPs nível1 para se conectarem a Internet ISP nível2 é um consumidor de ISPs nível 1 provedores nível-2 também se interconectam nos NAPs

42 1: Introdução42 Estrutura Internet: redes de redes r ISPs-nível-3 e ISPs locais m última rede de acesso (próximo aos sistemas finais) ISP-nível-1 NAP ISP nível2 ISP local ISP local ISP local ISP local ISP local ISP nível3 ISP local ISP local ISP local ISPs nível 3 e locais são consumidores de ISPs de mais alto nível que os conecta a Internet

43 1: Introdução43 Estrutura Internet: redes de redes r Um pacote passa por várias redes; ISP-nível-1 NAP ISP nível2 ISP local ISP local ISP local ISP local ISP local ISP nível3 ISP local ISP local ISP local

44 1: Introdução44 Provedor de Backbone Nacional ex. Embratel

45 1: Introdução45 Provedor de Backbone Nacional ex. RNP

46 1: Introdução46 Como ocorre perda e atraso? Filas de pacotes nos buffers dos roteadores: a taxa de chegada de pacotes excede a capacidade de saída do enlace r Pacotes enfileirados, esperam sua vez de serem encaminhados A B Pacote sendo transmitido (atraso) Enfileiramento de pacotes (atraso) Buffers disponíveis: pacotes que chegam são descartados (perda) se não têm buffers disponíveis

47 1: Introdução47 Quatro fontes de atraso de pacotes r 1. Processamento no nó: m verificação de erros m determina o enlace de saída A B propagação transmissão processamento no nó enfileiramento r 2. Enfileiramento m tempo de espera no enlace de saída para transmissão m depende do nível de congestionamento do roteador

48 1: Introdução48 Atraso em redes comutadas por pacotes 3. Atraso de transmissão: r R=capacidade do enlace (bps) r L=tamanho do pacote (bits) r tempo para enviar bits no enlace = L/R 4. Atraso de propagação: r d = comprimento do enlace físico r s = velocidade de propagação no meio (~2x10 8 m/sec) r atraso de propagação = d/s A B propagação transmissão processamento no nó enfileiramento Nota: s e R são quantidades bastante diferentes!

49 1: Introdução49 Analogia de uma caravana r Carros viajam (propagam) a 100 km/h r Cabine de pedágio leva 12 seg. para atender um carro (tempo de transmissão) r carro~bit; caravana ~ pacote r Q: Quanto tempo leva até que a caranava atinja o 2 o ponto de pedágio? r Tempo para atender a caravana inteira na rodovia: 12*10 = 120 seg r Tempo que leva para o último carro da caravana propagar do 1 o para o 2 o ponto de pedágio: 100km/(100km/h)= 1 hr r A: 62 minutos cabine de pedágio cabine de pedágio Caravana com 10 carros 100 km

50 1: Introdução50 Analogia de uma caravana r Carros agora propagam a 1000 km/h r A cabine agora leva 1 min para atender um carro r Q: Algum carro irá chegar ao 2 o ponto de pedágio antes que todos os carros tenham sido atendidos no 1 o ponto de pedágio? r Sim! Depois de 7 min, o 1 o carro atinge o 2 o ponto de pedágio, enquanto ainda existem 3 carros no 1 o ponto de pedágio r Os primeiros pacotes de um pacote podem chegar no 2 o roteador antes que o pacote seja completamente transmitido no 1 o roteador! cabine de pedágio cabine de pedágio caravana com 10 carros 100 km

51 1: Introdução51 Atraso nodal r d proc = tempo de processamento m Tipicamente alguns mircrosegundos ou menos r d queue = atraso de enfileiramento m Depende do congestionamento r d trans = atraso de transmissão m = L/R, significante para enlaces de baixa-velocidade r d prop = atraso de propagação m Algumas centenas de milisegundos

52 1: Introdução52 Atraso de enfileiramento r R=largura de banda do enlace (bps) r L=compr. do pacote (bits) r a=taxa média de chegada de pacotes intensidade de tráfego = La/R r La/R ~ 0: pequeno atraso de enfileiramento r La/R -> 1: grande atraso r La/R > 1: chega mais trabalho do que a capacidade de atendimento, atraso médio infinito!

53 1: Introdução53 Atraso real da Internet e dos roteadores r Como deve ser o atraso e perda real da Internet? Programa Traceroute : provê medidas de atraso fim-a-fim do caminho entre o nó de origem e o nó de destino. Para cada i: m envia três pacotes para o roteador i no caminho da origem até o destino; m roteador i retorna pacotes para o emissor; m o emissor calcula o intervalo de tempo entre o envio do pacote e o recebimento da sua resposta. 3 sondagens

54 1: Introdução54 Atraso real da Internet e dos roteadores 1 cs-gw ( ) 1 ms 1 ms 2 ms 2 border1-rt-fa5-1-0.gw.umass.edu ( ) 1 ms 1 ms 2 ms 3 cht-vbns.gw.umass.edu ( ) 6 ms 5 ms 5 ms 4 jn1-at wor.vbns.net ( ) 16 ms 11 ms 13 ms 5 jn1-so wae.vbns.net ( ) 21 ms 18 ms 18 ms 6 abilene-vbns.abilene.ucaid.edu ( ) 22 ms 18 ms 22 ms 7 nycm-wash.abilene.ucaid.edu ( ) 22 ms 22 ms 22 ms ( ) 104 ms 109 ms 106 ms 9 de2-1.de1.de.geant.net ( ) 109 ms 102 ms 104 ms 10 de.fr1.fr.geant.net ( ) 113 ms 121 ms 114 ms 11 renater-gw.fr1.fr.geant.net ( ) 112 ms 114 ms 112 ms 12 nio-n2.cssi.renater.fr ( ) 111 ms 114 ms 116 ms 13 nice.cssi.renater.fr ( ) 123 ms 125 ms 124 ms 14 r3t2-nice.cssi.renater.fr ( ) 126 ms 126 ms 124 ms 15 eurecom-valbonne.r3t2.ft.net ( ) 135 ms 128 ms 133 ms ( ) 126 ms 128 ms 126 ms 17 * * * 18 * * * 19 fantasia.eurecom.fr ( ) 132 ms 128 ms 136 ms traceroute: gaia.cs.umass.edu to Três medidas de atraso de gaia.cs.umass.edu to cs-gw.cs.umass.edu * Significa que nenhuma resposta foi recebida ) Enlace trans-oceânico

55 1: Introdução55 Perda de pacotes r A fila dos roteadores tem uma capacidade limitada; r quando a fila está cheia, os pacotes que chegam são descartados; r Pacotes perdidos são retransmitidos pelo nó de origem ou não são retransmitidos;

56 1: Introdução56 Camadas de Protocolos As redes são complexas! r muitos pedaços: m hosts m roteadores m enlaces de diversos meios m aplicações m protocolos m hardware, software Pergunta: Há alguma esperança em organizar a estrutura da rede? Ou pelo menos a nossa discussão sobre redes?

57 1: Introdução57 Organização de uma viagem aérea: r uma série de etapas bilhete (compra) bagagem (check in) portão (embarque) decolagem rota do vôo bilhete (reclamação) bagagem (recup.) portão (desembarque) aterrissagem rota do vôo Roteamento do avião

58 1: Introdução58 Viagem Aérea: uma visão diferente Camadas: cada camada implementa um serviço m através de elementos da própria camada m depende dos serviços providos pela camada inferior bilhete (compra) bagagem (verificação) portão (embarque) decolagem rota do vôo bilhete (reclamação) bagagem (recup.) portão (desembarque) aterrisagem rota do vôo roteamento do avião

59 1: Introdução59 Viagem aérea em camadas: 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

60 1: Introdução60 Implementação distribuída da funcionalidade das camadas bilhete (compra) bagagem (check in) portão (embarque) decolagem rota de vôo bilhete (reclamação) bagagem (recup.) portão (desembarque) aterrissagem rota de vôo aeroporto de saída aeroporto de chegada Aeroportos intermediários rota de vôo

61 1: Introdução61 Por que camadas? Lidar com sistemas complexos: r estrutura explícita permite a identificação e relacionamento entre as partes do sistema complexo m modelo de referência em camadas para discussão r modularização facilita a manutenção e atualização do sistema m mudança na implementação do serviço da camada é transparente para o resto do sistema m ex., mudança no procedimento no portão não afeta o resto do sistema r divisão em camadas é considerada prejudicial?

62 1: Introdução62 Pilha de protocolos Internet r aplicação: dá suporte a aplicações de rede m ftp, smtp, http r transporte: transferência de dados host-a-host m tcp, udp r rede: roteamento de datagramas da origem até o destino m ip, protocolos de roteamento r enlace: transferência de dados entre elementos de rede vizinhos m ppp, ethernet r física: bits no fio aplicação transporte rede enlace física

63 1: Introdução63 Camadas: comunicação lógica aplicação transporte redes enlace física aplicação transporte redes enlace física aplicação transporte redes enlace física aplicação transporte redes enlace física rede enlace física Cada camada: r distribuída r entidades implementam as funções em cada nó r entidades executam ações, trocam mensagens com os pares

64 1: Introdução64 Camadas: comunicação lógica aplicação transporte redes enlace física aplicação transporte redes enlace física aplicação transporte redes enlace física aplicação transporte redes enlace física redes enlace física dados Ex.: camada de transporte r recebe dados da aplicação r adiciona endereço e verificação de erro para formar o datagrama r envia o datagrama para a parceira r espera que a parceira acuse o recebimento (ack) r analogia: correio dados transporte ack

65 1: Introdução65 Camadas: Comunicação Física aplicação transporte redes enlace física aplicação transporte redes física aplicação transporte redes enlace física aplicação transporte redes enlace físicaa redes enlace físicol dados

66 1: Introdução66 Camadas de protocolos e dados Cada camada recebe dados da camada superior r adiciona informação no cabeçalho para criar uma nova unidade de dados r passa a nova unidade de dados para a camada inferior aplicação transporte redes enlace física aplicação transporte redes enlace física origem destino M M M M H t H t H n H t H n H l M M M M H t H t H n H t H n H l mensagem segmento datagrama quadro

67 1: Introdução67 História da Internet r 1961: Kleinrock - teoria das filas demonstra eficiência da comutação por pacotes r 1964: Baran - comutação de pacotes em redes militares r 1967: concepção da ARPAnet pela ARPA (Advanced Reearch Projects Agency) r 1969: entra em operação o primeiro nó da ARPAnet r 1972: m Demosntração pública da ARPAnet m NCP (Network Control Protocol) - primeiro protocolo host-host m primeiro programa de e- mail m ARPAnet com 15 nós : Primórdios dos Princípios de redes: comutação de pacotes

68 1: Introdução68 História da Internet r 1970: rede de satélite ALOHAnet no Havaí r 1973: Metcalfe propõe a Ethernet em sua tese de doutorado r 1974: Cerf e Kahn - arquitetura para a interconexão de redes r fim dos anos 70: arquiteturas proprietárias: DECnet, SNA, XNA r fim dos anos 70: comutação de pacotes de comprimento fixo (precursor do ATM) r 1979: ARPAnet tem 200 nós Cerf and Kahns princípios de interconexão: m minimalismo, autonomia, não há necessidade de mudança interna para interconexão m modelo de serviço melhor esforço (best effort) m roteadores sem estado m controle descentralizado define a arquitetura da Internet de hoje : Interconexão, novas redes privativas

69 1: Introdução69 História da Internet r 1983: implantação do TCP/IP r 1982: definição do protocolo smtp para r 1983: definição do DNS para tradução de nome para endereço IP r 1985: definição do protocolo ftp r 1988: controle de congestionamento do TCP r Novos backbones nacionais: Csnet, BITnet, NSFnet, Minitel r 100,000 hosts conectados numa conferederação de redes : novos protocolos, proliferação de redes

70 1: Introdução70 História da Internet r início dos anos 90: ARPAnet desativada r 1991: NSF remove restrições ao uso comercial da NSFnet (desativada em 1995) r início dos anos 90 : WWW m hypertexto [Bush 1945, Nelson 1960s] m HTML, http: Berners-Lee m 1994: Mosaic, posteriormente Netscape m fim dos anos 90: comercialização da Web Final dos anos 90: r est. 50 milhões de computadores na Internet r est. mais de 100 milhões de usuários r enlaces de backbone a Gbps r 1996: criação do projeto INTERNET2 r Segurança: uma necessidade r Novas aplicações (killer applications): napster 1990s, 2000s: comércio, WWW, novas aplicações

71 1: Introdução71 Internet/BR r RNP teve início em r Aberta para uso comercial em 1994 r Posição absoluta (Network Wizards, 1/00) : m Número de hosts: m 13 o do Mundo m 3 o das Américas m 1 o da América do Sul r Internautas (2/00)

72 1: Introdução72 Número de Internautas VEJA, 5/4/2000

73 1: Introdução73 Resumo da Introdução Material coberto r Visão geral da Internet r O que é um protocolo r Periferia da rede, núcleo da rede, redes de acesso m Comutação de pacotes versus comutação de circuitos r backbones, NAPs, ISPs r Desempenho: perda e atraso r Modelo de serviços em camada r História Conhecimento adquirido: r contexto, visão geral, sentimento da rede r mais detalhes ao longo do curso

74 1: Introdução74 Modelo OSI-ISO r ISO - International Organization for Standards r OSI - Open Systems Interconnection r Modelo em 7 camadas: Aplicação Apresentação Sessão Transporte Rede Enlace Física Internet X Transporte Host-to- network OSITCP/IP Aplicação

75 1: Introdução75 Princípio de projeto do Modelo OSI-ISO r Uma camada deve ser criada se houver necessidade de abstração r Camadas devem executar funções bem definidas r A definição da camada deve levar em conta protocolos padronizados internacionalmente

76 1: Introdução76 Princípio de projeto do Modelo OSI-ISO r Os limites de cada camada devem ser escolhidos a fim de reduzir o fluxo de informação transportada entre as interfaces; r O número de camadas deve ser suficientemente grande para que funções distintas não precisem ser desnecessariamente colocadas na mesma camada e suficientemente pequeno para que o projeto não se torne difícil de controlar;

77 1: Introdução77 A Camada Física r Especificação das interfaces mecânicas, elétricas e procedurais

78 1: Introdução78 A Camada de Enlace de Dados r Transformar um canal de transmissão bruta de dados em uma linha que pareça livre de erros - controle de erro r Enquadramento de dados; r Delimitação de quadros; r Controle de fluxo - acoplamento de velocidade de transmissão - transmisor / receptor

79 1: Introdução79 A Camada de Rede r Controla a operação da sub-rede r Roteamento r Controle de congestionamento r Contabilidade r Interconexão de redes

80 1: Introdução80 A Camada de Transporte r Aceitar dados da camada de sessão e dividi-los em unidades menores (pacotes); r Gerenciamento de conexões: m estabelecimento, encerramento e multiplexação ; r Primeira camada fim-a-fim; r Controle de fluxo;

81 1: Introdução81 A Camada de Sessão r Gerenciamento de sessões; r Gerenciamento de tokens; r Sincronização;

82 1: Introdução82 A Camada de Apresentação r Sintaxe e semântica da informação a ser transferida r Codificação dos dados r Conversão de estruturas de dados

83 1: Introdução83 A Camada de Aplicação r Contém uma série de protocolos comumente necessários; r Protocolo de terminal virtual; r Protocolo de transferência de arquivos;


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