Prof. Arthur arthur@unip.br 2009 Transmissão de Dados O Modelo de Referência TCP/IP A Camada de Rede Prof. Arthur arthur@unip.br 2009 Transmissão de Dados A Camada de Rede

Modelo de Referência TCP/IP Camada de Aplicação Camada de Transporte Camada de Rede Camada de Enlace de Dados Camada de Física Transmissão de Dados A Camada de Rede

Funções Principais Prestar serviços à Camada de Transporte. Estabelecer rotas da origem ao destino. Selecionar rotas menos congestionadas Compatibilizar problemas de comunicação em rotas que atravessem redes diferentes. Transmissão de Dados A Camada de Rede

1. Prestação de serviços à Camada de Transporte Em algumas redes as camadas de Rede e de Transporte estão em equipamentos distintos. Sub-rede Interface concessionária/usuário Define a responsabilidade da concessionária Transmissão de Dados A Camada de Rede

1. Prestação de serviços à Camada de Transporte Objetivos: Os serviços devem ser independentes da tecnologia da sub-rede. Para a camada de Transporte, não interessa o número, tipo e topologia das sub-redes utilizadas. Os endereços da rede, passados para a camada de Transporte, devem ser uniformes. Transmissão de Dados A Camada de Rede

1. Prestação de serviços à Camada de Transporte Estrutura Interna da Camada de Rede: Circuitos Virtuais (CVs) Datagramas Transmissão de Dados A Camada de Rede

Estrutura Interna da Camada de Rede Circuitos Virtuais Transmissão de Dados A Camada de Rede

Estrutura Interna da Camada de Rede Circuitos Virtuais CV com origem no roteador A e destino D: No do CV Rota A – B – C - D 1 A – E – F – D 2 A – B – F - D 3 A – E – C - D 4 A – E – C – B – F - D Transmissão de Dados A Camada de Rede

Estrutura Interna da Camada de Rede Circuitos Virtuais CV com origem no roteador B e destino D: No do CV Rota B – C – D 1 B – A – E – F - D 2 B – F - D Etc. Transmissão de Dados A Camada de Rede

Estrutura Interna da Camada de Rede Circuitos Virtuais - Características Os roteadores devem “lembrar” para onde enviar os pacotes de cada circuito virtual aberto que passa por ele. Cada roteador deve manter uma tabela para cada CV ativo. Os CVs A – B – C – D (com origem em A) e B – C – D (com origem em B) geram um conflito de rotas, o que exige um algoritmo para arbitrar esta situação. Transmissão de Dados A Camada de Rede

Estrutura Interna da Camada de Rede Circuitos Virtuais - Características Cada pacote de bits deve conter: O número do CV O número de sequência Soma de verificação Sentido da transmissão, pois ela é full-duplex Etc. Transmissão de Dados A Camada de Rede

Estrutura Interna da Camada de Rede Datagramas - Características Os roteadores contém tabelas indicando as linhas de saída possíveis para uma determinada linha de entrada. Os datagramas devem conter o endereço de origem e de destino completos. Transmissão de Dados A Camada de Rede

Estrutura Interna da Camada de Rede Circuitos Virtuais x Datagramas Item Sub-rede de Datagramas Sub-rede de CVs Configuração do circuito Desnecessário Obrigatório Endereçamento Cada pacote contém os endereços completos da origem e do destino Cada pacote contém um número único de CV Informações sobre a conexão Não tem Cada CV estabelecido exige controle na tabela da sub-rede Transmissão de Dados A Camada de Rede

Estrutura Interna da Camada de Rede Circuitos Virtuais x Datagramas Item Sub-rede de Datagramas Sub-rede de CVs Roteamento Cada pacote é roteado de forma independente A rota é definida quando o CV é estabelecido e todos os pacotes seguem esta rota Efeito de falhas no roteador Nenhum, exceto para pacotes perdidos durante a queda Todos os CVs que passam através do equipamento parado são encerrados Controle de congestionamentos Difícil Fácil Transmissão de Dados A Camada de Rede

Estrutura Interna da Camada de Rede Circuitos Virtuais x Datagramas Item Sub-rede de Datagramas Sub-rede de CVs Onde está a complexidade das funções necessárias? Na camada de Transporte Na camada de Rede Qualidade de serviço Difícil Fácil, se for possível alocar recursos suficientes com antecedência para cada CV Transmissão de Dados A Camada de Rede

2. Roteamento Se a sub-rede utiliza datagramas internamente, a cada pacote que chega deve ser decidida qual a rota a seguir. Se a sub-rede utiliza CVs, somente a cada nova conexão a decisão da rota será tomada. Independente do algoritmo de roteamento adotado, ele deve observar algumas propriedades básicas para que o algoritmo seja utilizável. Transmissão de Dados A Camada de Rede

Propriedades de um Algoritmo de Roteamento Correção Funcionar sem erros. Simplicidade De fácil entendimento e manutenção. Estabilidade Em condições normais, manter constante sua forma de operação. Transmissão de Dados A Camada de Rede

Propriedades de um Algoritmo de Roteamento Robustez Isolar uma rede de grande porte de falhas de hardware e de software, do número de hosts, do número de roteadores, do número de linhas e de mudanças na topologia, não exigindo a reinicialização da rede a cada ocorrência de falha. Transmissão de Dados A Camada de Rede

Propriedades de um Algoritmo de Roteamento Equidade Ser imparcial. Otimização Obter a melhor situação possível. Transmissão de Dados A Camada de Rede

2. Roteamento Conflito entre Equidade e Otimização Tráfego intenso entre AA’, BB’ e CC’ Transmissão de Dados A Camada de Rede

Conflito entre Equidade e Otimização 2. Roteamento Conflito entre Equidade e Otimização Tráfego intenso entre AA’, BB’ e CC’ saturando a rede. Para maximizar o fluxo dever-se-ia interromper o tráfego XX’, o que pode não ser possível. Transmissão de Dados A Camada de Rede

Conflito entre Equidade e Otimização 2. Roteamento Conflito entre Equidade e Otimização Estabelecer uma relação de compromisso entre equidade e otimização para diminuir o número de hops diminuindo, com isto, o tempo de retardo para um pacote chegar ao seu destino e, desta forma, melhorar o throughput da rede. Transmissão de Dados A Camada de Rede

Classes de Algoritmos de Roteamento Adaptativos Não adaptativos Transmissão de Dados A Camada de Rede

Classes de Algoritmos de Roteamento Adaptativos Baseiam suas decisões de roteamento em medidas, ou estimativas, do tráfego da rede e na topologia. Transmissão de Dados A Camada de Rede

Classes de Algoritmos de Roteamento Não Adaptativos Baseiam suas decisões de roteamento no algoritmo, independentemente do tráfego na rede, e com base na topologia atual. Transmissão de Dados A Camada de Rede

Exemplos de Algoritmos de Roteamento Roteamento pelo caminho mais curto O conceito de caminho mais curto entre uma origem e um destino pode variar, dependendo do Menor número de hops Menor distância geográfica Menor tempo para percorrer o caminho Transmissão de Dados A Camada de Rede

Exemplos de Algoritmos de Roteamento Roteamento por inundação (flooding) Cada pacote de entrada é enviado para todas as linhas de saída, exceto para aquela em que chegou (conexões ponto-a-ponto). Este algoritmo gera uma vasta quantidade de pacotes duplicados, e há a necessidade de uma técnica para minimizar este efeito. Transmissão de Dados A Camada de Rede

Exemplos de Algoritmos de Roteamento Roteamento por inundação (flooding) Uma das técnicas possíveis é a adoção de contador de hops no cabeçalho do pacote, o qual é decrementado cada vez que o pacote passa por um roteador. Quando o contador zerar, o pacote é descartado. Transmissão de Dados A Camada de Rede

Exemplos de Algoritmos de Roteamento Roteamento por estado de enlace Este algoritmo prevê que cada roteador da sub-rede deve fazer o seguinte: Descobrir seus vizinhos e aprender seus endereços de rede. Medir o retardo, ou o custo, até cada um de seus vizinhos. Transmissão de Dados A Camada de Rede

Exemplos de Algoritmos de Roteamento Roteamento por estado de enlace Criar um pacote que informe tudo o que ele acabou de aprender. Enviar esse pacote a todos os outros roteadores. Calcular o caminho mais curto até cada um dos outros roteadores. Transmissão de Dados A Camada de Rede

Exemplos de Algoritmos de Roteamento Roteamento por estado de enlace Transmissão de Dados A Camada de Rede

Exemplos de Algoritmos de Roteamento Roteamento hierárquico À medida em que as redes aumentam de tamanho, as tabelas de roteamento dos roteadores crescem proporcionalmente. Não apenas a memória do roteador é consumida por tabelas cada vez maiores, mas também é necessário dedicar maior tempo da CPU para percorrê-las e mais largura de banda para enviar as informações dos status delas. Transmissão de Dados A Camada de Rede

Exemplos de Algoritmos de Roteamento Roteamento hierárquico O roteamento hierárquico resolve esta situação, como já ocorre na rede telefônica. Neste caso, os roteadores são divididos por regiões, com cada roteador conhecendo todos os detalhes sobre como rotear pacotes para destinos dentro de sua própria região, mas sem conhecer nada sobre a estrutura interna das outras regiões. Transmissão de Dados A Camada de Rede

Exemplos de Algoritmos de Roteamento Roteamento hierárquico Figura: www.informatica.hsw.uol.com.br Transmissão de Dados A Camada de Rede

Exemplos de Algoritmos de Roteamento Roteamento por difusão (broadcasting) Em algumas aplicações, os hosts precisam enviar mensagens a muitos outros hosts (ou a todos os outros hosts). Por exemplo, para um relatório sobre o tempo, para a atualização do mercado de ações ou para programas de rádio é preciso enviar as informações por difusão a todas as máquinas que queiram recebê-las. Transmissão de Dados A Camada de Rede

Exemplos de Algoritmos de Roteamento Roteamento por difusão (broadcasting) Transmissão de Dados A Camada de Rede

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