Capítulo 2: Introdução às Redes de Computadores Redes para Automação Industrial Luiz Affonso Guedes

Introdução Conteúdo Definição Classificação Aplicações típicas Software de rede Modelos de referências Exemplos de redes Exemplos de serviços de comunicação de dados Padronização de redes

Introdução Definição de Redes de Computadores É um conjunto de computadores autônomos e interconectados. Meio de comunicação Rede Host Não é Rede

Introdução Autonomia Interconexão: Meio de Comunicação Em rede, nenhum computador obedece a comandos de outro. Possui autonomia até para se desconectar da rede Interconexão: Meio de Comunicação Cabo de cobre Coaxial Par Trançado Fibra óptica Rotas de microondas Radiodifusão

Introdução Meio de Comunicação: Características Taxa de transmissão Tecnologia de transmissão Extensão Geográfica das redes Aspectos econômicos Confiabilidade Meio de comunicação

Introdução Classificação das redes de computadores Quanto à velocidade de transmissão Baixa, média e alta velocidade Quanto à extensão geográfica Locais, Metropolitanas e Longa Distância Quanto à confiabilidade Confiáveis e não confiáveis Quanto ao modo de transmissão Determinísticas e não determiníasticas

Introdução Classificação quanto a extensão geográfica Redes Locais: LAN - Local Area Network Interconectam computadores localizados num mesmo prédio (10m a 1Km). Utilizam tipicamente um único meio físico. Redes de Campus: CAN - Campus Area Network Interconectam computadores localizados em vários prédios num mesmo Campus (fábrica, universidade) - até 10Km. Tipicamente são um conjunto de LANs ligadas a um backbone

Introdução Redes Metropolitanas: MAN - Metropolitan Area Network Interligam computadores e LANs numa extensão de 5 a 100Km. Tipicamente são constituídas de LANs ligadas a vários backbones. Redes de Longa Distância: WAN - Wide Area Network Interconectam redes em termos nacionais e continentais - 100 a 5.000Km. Holdings nacionais de telecomunicações.

Estruturas de Redes Tipo LAN e CAN backbone

Estrutura de Redes MAN MAN backbone backbone CAN LAN backbone MAN CAN LAN backbone Backbone de Alta Velocidade

Resumo da classificação geográfica

Introdução Classificação de Redes Quanto à Tecnologia de Transmissão Broadcast Um único canal de comunicação compartilhado por todos computadores. Broadcasting e multicasting Tipicamente em LANs Ponto-a-ponto Tipicamente em MANs e WANs

Introdução Uso de Redes de Computadores Redes Corporativas (Na empresa) compartilhar recursos confiabilidade (back-up) economia de recursos escalabilidade modelo Cliente-servidor Cliente Servidor 1- request 2- reply Rede

Introdução Uso de Redes de Computadores Redes para pessoas acesso a informações remotas comunicação pessoa-a-pessoa entretenimento interativo e-mail videoconferência jogos interativos Aspectos Sociais Novas relações entre capital-trabalho

Introdução Estrutura de Redes Computador: host ou end system Subrede Conecta computadores Transporta mensagens entre hosts LANs Suporte de comunicação que se reduz a um duto elétrico ou óptico WANs Subrede de comunicação é composta de linhas de transmissão e dispositivos de chaveamento

Introdução Linhas de Transmissão: Canais Dispositivos de Chaveamento: IMPs (Interface Message Processors) ou Routers Subrede de comunicação IMP Host

Introdução Topologias Típicas de Redes Anel Estrela Barramento Genérica ou Irregular Árvore

Introdução Topologias de LANs Topologias de WANs Barramento Anel Ethernet Anel Token Ring, FDDI Topologias de WANs Genérica

Introdução Estruturação de Redes em Camadas Modelem em blocos (camadas) funcionais interligados. O modelo descreve funcionalidades e não detalhes de implementação. Uma camada n só se comunica com as camadas adjacentes a ela. N+1 N N-1 A camada n oferece serviços para a camada n-1

Introdução Logicamente, a camada n de um host troca informação somente com a camada n dos outros host. Protocolo da camada 5 Camada 5 Camada 5 Protocolo da camada 4 Camada 4 Camada 4 Host 1 Host 2 Protocolo da camada 3 Camada 3 Camada 3 Protocolo da camada 2 Camada 2 Camada 2 Protocolo da camada 1 Camada 1 Camada 1 Meio Físico

Introdução Exemplo: Conversa dos filósofos Filósofo Hindu Alemão Secretária Tradutor filosofia holandês português 3 2 1

Camada de Apresentação Introdução Modelo OSI/ISO de 7 camadas Meio Físico Camada Física Camada de Transporte Camada de Apresentação Camada de Aplicação Camada Enlace Camada de Rede Camada de Sessão 7 1 2 3 4 5 6

Introdução Funcionalidades das camadas: Protocolos Camada 1: Física Geração de sinais elétricos, ópticos, magnéticos que serão propagados pelo meio físico. Protocolo: Duração e intensidade do sinal. Técnica de multiplexação. Pinagem, etc.

Introdução Camada 2: Enlace Usa a camada física para transmitir quadros de dados (tamanho máximo pré-estabelecido). Quadros são delimitados por seqüência pré-estabelecidos (preâmbulo) de bits. Não possui serviço confiável de entrega de quadros: duplicação e troca de ordem. Controla o fluxo de emissão de quadros. Protocolo de acesso ao meio. Protocolo de controle de erro.

Introdução Camada 3: Rede Controla a operação da subrede. Roteamento de pacotes da origem ao destino. Dinâmico Estático Fragmentação e remontagem de pacotes Em redes de difusão e LANs não há roteamento Protocolo mais simples.

Introdução Camada 4: Camada de Transporte A principal função desta camada é receber dados da camada de sessão. Dividir os dados em pacotes Garantir se os pacotes chegarão corretamente ao destino Há dois tipos de serviços Serviço garantido Serviço não-garantido Broadcast service Comunicação fim-a-fim

Introdução Camada 5: Sessão Camada 6: Apresentação Camada 7: Aplicação Permite que dois pontos estabeleçam uma sessão entre si. Sincronismo e organização. Camada 6: Apresentação Representação dos dados em forma canônica. Compressão e criptografia Camada 7: Aplicação Aplicações em rede.

Exemplo de Relação das Camadas H4 H4 M M1 H4 H3 M2 H3 M1 H4 H3 M2 H3 M1 H4 H3 H2 T2 M2 H3 H2 T2 M1 H4 H3 H2 T2 M2 H3 H2 T2

Modelo de Subrede OSI Como funciona a troca de mensagem Modelo de cartas de correio. A B R1 R2 R3

Arquitetura TCP/IP Histórico Projeto Arpanet do departamento de Defesa dos EUA. Aplicação Apresentação Sessão Transporte Rede Enlace Física Modelo OSI Inter-rede Host para TCP/IP Lan, satélite, rádio, etc IP TCP e UDP Telnet, ftp, smtp, http, ...