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1: Introdução 1 Redes de Computadores 1 Prof. Marcelo Diniz Fonte:

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1 1: Introdução 1 Redes de Computadores 1 Prof. Marcelo Diniz Fonte:

2 1b: Introdução 2 Roteiro do Capítulo O Que é a Internet? 1.2 A Borda (Periferia) da Internet 1.4 Redes de acesso e meios físicos 1.3 O Núcleo da Rede 1.5 ISPs e backbones da Internet 1.6 Atraso, perda e vazão em redes de comutação de pacotes 1.7 Camadas de protocolos e seus modelos de serviços (1.6 Redes sob ataque) 1.8 História das redes de computadores e da Internet

3 1b: Introdução 3 O Núcleo da Rede r Malha de roteadores interconectados r a pergunta fundamental: como os dados são transferidos através da rede? m comutação de circuitos: circuito dedicado por chamada: rede telefônica (Não é normalmente usada em Redes de Computadores.) m comutação de pacotes: os dados são enviados através da rede em pedaços discretos.

4 1b: Introdução 4 Núcleo da Rede: Comutação de Circuitos Recursos fim a fim são reservados para a chamada. r Banda do enlace, capacidade dos comutadores r recursos dedicados: sem compartilhamento r desempenho tipo circuito (garantido) r necessita estabelecimento de conexão

5 1b: Introdução 5 Núcleo da Rede: Comutação de Circuitos

6 1b: Introdução 6 Núcleo da Rede: Comutação de Circuitos r recursos da rede (ex., largura de banda) são divididos em pedaços r pedaços alocados às chamadas r o pedaço do recurso fica ocioso se não for usado pelo seu dono (não há compartilhamento) r como é feita a divisão da banda de um canal em pedaços (multiplexação) m Divisão de freqüência (FDM) m Divisão de tempo (TDM)

7 1b: Introdução 7 Comutação de Circuitos: FDM e TDM FDM freqüência tempo TDM freqüência tempo 4 usuários Exemplo:

8 1b: Introdução 8 Núcleo da Rede: Comutação de Pacotes Cada fluxo de dados fim a fim é dividido em pacotes r pacotes dos usuários A, B compartilham os recursos da rede r cada pacote usa toda a banda do canal r recursos são usados quando necessário, Disputa por recursos: r a demanda total pelos recursos pode superar a quantidade disponível r congestionamento: pacotes são enfileirados, esperam para usar o enlace r armazena e reenvia (store and forward): pacotes se deslocam uma etapa por vez m transmite num enlace m espera a vez no próximo Divisão da banda em pedaços Alocação dedicada Reserva de recursos

9 1b: Introdução 9 Comutação de Pacotes: Multiplexação Estatística A seqüência de pacotes A & B não possui um padrão constante multiplexação estatística Em TDM cada hospedeiro utiliza o mesmo compartimento (slot) em cada um dos quadros TDM. A B C Ethernet 10 Mbps 2 Mbps 34 Mbps D E multiplexação estatística fila de pacotes esperando a vez no enlace de saída

10 1b: Introdução 10 Comutação de Pacotes: armazena-e- reenvia r Leva L/R segundos para transmitir um pacote de L bits em um canal de R bps r Todo o pacote deve chegar ao roteador antes que possa ser transmitido no próximo canal: armazena e reenvia r atraso = 3L/R (assumindo que o atraso de propagação seja desprezível!) Exemplo: r L = 7,5 Mbits r R = 1,5 Mbps r atraso = 15 seg R R R L

11 1b: Introdução 11 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 por circuitos: m 10 usuários r comutação por pacotes: m com 35 usuários, probabilidade > 10 ativos menor que 0,004 A comutação de pacotes permite que mais usuários usem a rede! N usuários Enlace de 1 Mbps

12 1b: Introdução 12 Comutação de pacotes versus comutação de circuitos r Ótima para dados em surtos m compartilhamento dos recursos m não necessita estabelecimento de conexão r Congestionamento excessivo: atraso e perda de pacotes m necessita de protocolos para transferência confiável de dados, controle de congestionamento r P: Como fornecer um comportamento do tipo circuito? m São necessárias garantias de banda para aplicações de áudio e vídeo m ainda é um problema não resolvido (cap. 7) A comutação de pacotes ganha de lavagem?

13 1b: Introdução 13 Redes de comutação de pacotes: repasse (forwarding) r Objetivo: mover pacotes entre roteadores da origem até o destino m serão estudados diversos algoritmos de escolha de caminhos (capítulo 4) r redes datagrama: m o endereço do destino determina a próxima etapa m rotas podem mudar durante a sessão m analogia: dirigir, pedindo informações r redes de circuitos virtuais: m cada pacote contém uma marca (id. do circuito virtual), marca determina próxima etapa m caminho fixo determinado no estabelecimento da chamada, permanece fixo durante a chamada m os roteadores mantêm estados para cada chamada

14 1b: Introdução 14 Comutação de Circuitos Roteador e sua tabela de comutação Quantidade de canais fixa (Roteador)

15 1b: Introdução 15 Circuitos Virtuais Roteador e sua tabela de comutação Canais gerenciados por protocolos (Roteador)

16 1b: Introdução 16 Datagramas Roteador e sua tabela de comutação

17 1b: Introdução 17 Comutação de Circuitos Comutação de Mensagens Comutação de Pacotes FDM TDM CVs Datag.

18 1b: Introdução 18 Taxonomia de Redes Redes de Telecomunicações Redes de comuta- ção de circuitos FDM TDM Redes de comuta- ção de pacotes Redes de CVs Redes de datagramas Uma rede Datagrama é não orientada para conexão. A Internet provê tanto serviços orientados a conexão (TCP) quanto não-orientados a conexão (UDP) para as aplicações.


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