Arquitetura de Redes: TCP/IP

Arquitetura de Redes: TCP/IP
Prof. Dr. José Luís Zem Faculdade de Tecnologia de Americana Centro Paula Souza

Arquiteturas de Redes de Computadores: TCP/IP
Redes Chaveadas Transmissão de longa distância é feita tradicionalemente sobre uma rede de nós chaveados. Os nós não se interessam pelo conteúdo dos dados. Dispositivos finais são estações: Computadores, terminais, telefones etc. Uma coleção de nós e conexões formam uma rede de comunicação. Dados roteados são chaveados de um nó para outro nó. Arquiteturas de Redes de Computadores: TCP/IP

Nós (nodes) Os links que ligam um nó a outro nó geralmente são multiplexados. Uma rede geralmente é parcialmente conectada: Algumas conexões redundantes são desejáveis para garantir a confiabilidade e a disponibilidade. Duas diferentes técnicas de chaveamento: Chaveamento por Circuito (Circuit switching). Chaveamento por Pacote (Packet switching). Arquiteturas de Redes de Computadores: TCP/IP

Exemplo de uma Rede Chaveada
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Operação Básica Os dados são transmitidos em pequenos pacotes: Tipicamente 1000 octetos. Mensagens longas são divididas em uma série de pacotes . Cada pacote contém uma parte com dados do usuário mais algumas informações de controle. Informação de Controle: Informações sobre roteamento (endereçamento). Pacotes são recebidos, armazenados brevemente (bufferizados) e enviados para o próximo nó: Armazenar e passar adiante (store and forward). Arquiteturas de Redes de Computadores: TCP/IP

Uso de Pacotes Arquiteturas de Redes de Computadores: TCP/IP

Vantagens Uso eficiente do link: Um link entre nós pode ser compartilhado por muitos pacotes. Pacotes são enfileirados e transmitidos o mais rápido possível. Conversão de taxa de dados: Cada estação conecta-se ao nó local usando sua própria velocidade. Nós bufferizam os dados se for necessário equalizar a taxa de saída. Pacotes são aceitos mesmo quando a rede estiver ocupada: Entrega pode sofre uma desaceleração. Prioridades podem ser utilizadas. Arquiteturas de Redes de Computadores: TCP/IP

Técnicas de Chaveamento
Estação quebra mensagens longas em pacotes. Pacotes são enviados um a um através da rede. Pacotes são manipulados de duas maneiras: Datagrama. Circuito Virtual. Arquiteturas de Redes de Computadores: TCP/IP

Datagrama Cada pacote é tratado independentemente. Pacotes podem tomar praticamente qualquer rota. Pacotes podem chegar for a de ordem. Pacotes podem se perder ao longo do caminho. No lado do receptor, os pacotes devem ser colocados na ordem correta e recuperar-se dos pacotes perdidos. Arquiteturas de Redes de Computadores: TCP/IP

Circuito Virtual Rota pré-planejada é estabelecida antes dos pacotes serem enviados. Uma requisição de chamada e uma requisição de aceite estabelece a conexão (handshake). Cada pacote contém um identificador de circuito virtual que identifica o endereço do destinatário. Não há necessidade de decisão de roteamento para os pacotes. O circuito é liberado após o uso. Não requer um caminho dedicado. Arquiteturas de Redes de Computadores: TCP/IP

Arquitetura da Internet

Interconexão através de roteadores IP

A visão do Usuário Arquiteturas de Redes de Computadores: TCP/IP

As camadas do modelo conceitual

O Modelo de Referência de 5 camadas (TCP/IP 5)

O Princípio do Protocolo em Camadas

O Princípio do Protocolo em Camadas na Internet

Fronteiras do Modelo TCP/IP

A idéia básica por trás da Multiplexação e Demultiplexação

O conjunto de Protocolos TCP/IP
Arquitetura de protocolos dominante comercialmente. Especificada e intensivamente utilizada antes do OSI. Desenvolvida e financiada pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos. Usado pela Internet. Arquiteturas de Redes de Computadores: TCP/IP

Arquitetura de Protocolos TCP/IP
Camada de Aplicação: Comunicação entre processos e aplicações. Fim-a-Fim ou de Transporte (TCP/UDP/…): Transferência de dados fim-a-fim. Pode incluir mecanismo de confiabilidade (TCP). Esconde detalhes da rede. Camada de Internet (IP) - Rede: Roteamento de dados. Arquiteturas de Redes de Computadores: TCP/IP

Arquitetura de Protocolos TCP/IP
Camada de Interface de Rede: Interface lógica entre o sistema final e a rede. Camada Física: Meio de Transmissão. Codificação e Taxa de sinalização. Arquiteturas de Redes de Computadores: TCP/IP

Encapsulamento Arquiteturas de Redes de Computadores: TCP/IP

PDUs no TCP/IP Arquiteturas de Redes de Computadores: TCP/IP

Conceito de Endereços Arquiteturas de Redes de Computadores: TCP/IP

Alguns protocolos da arquitetura TCP/IP

Endereços IP - Classe A Endereços compostos por 32 bits. Parte corresponde ao endereço da Rede e parte ao endereço do Host. Classe A: Começa com o valor binário 0, O endereço com todos bits em 0 é reservado. (127) é reservado para o loopback. Faixa 1.x.x.x até 126.x.x.x, Todos os endereços já foram alocados. Arquiteturas de Redes de Computadores: TCP/IP

Endereços IP - Classe B Inicia com 10. Faixa 128.x.x.x até 191.x.x.x Segundo octeto está incluído no endereço da rede. 214 = 16,384 endereços classe B são disponibilizados. Todos os endereços já foram alocados. Arquiteturas de Redes de Computadores: TCP/IP

Endereços IP - Classe C Inicia com 110. Faixa 192.x.x.x até 223.x.x.x Segundo e Terceiro Octeto são parte do endereço da rede. 221 = 2,097,152 endereços. Quase todos já estão alocados: Veja IPv6. Arquiteturas de Redes de Computadores: TCP/IP

O esquema de Endereçamento por Classe

Arquitetura e Filosofia Internet

Datagrama Internet Arquiteturas de Redes de Computadores: TCP/IP

Formato do Datagrama IP

IP v6 – Números das Versões
IP v 1-3 definido e substituído. IP v4 – versão atual. IP v5 – protocolo de fluxo. IP v6 – substituto do IP v4: Durante seu desenvolvimento foi chamado de IPng. Next Generation. Arquiteturas de Redes de Computadores: TCP/IP

IPv6 RFCs Recommendations for the IP Next Generation Protocol. Overall specification. addressing structure. Arquiteturas de Redes de Computadores: TCP/IP

Protocolo IPv6 Arquiteturas de Redes de Computadores: TCP/IP

UDP - User Datagram Protocol
O User Datagram Protocol (UDP) fornece um serviço de entrega não orientado à conexão e não confiável utilizando o IP para transportar mensagens entre máquinas. Ele utiliza o IP para enviar mensagens, mas adiciona a habilidade de distinguir entre múltiplos destinatários dentro de um determinado computador. Arquiteturas de Redes de Computadores: TCP/IP

Formato da Mensagem UDP

Encapsulamento UDP e Protocolo da Camada

Multiplexação, Demultiplexação UDP e Portos

TCP - Transmission Control Protocol
Orientado à Fluxo. Conexão por Circuito Virtual. Transferência Bufferizada. Fluxo Não Estruturado. Conexão Full Duplex. Arquiteturas de Redes de Computadores: TCP/IP

Fornecendo a Confiabilidade

A idéia por trás da Janela Deslizante

Diagrama da Janela Deslizante

Exemplo da Janela Deslizante

Formato do Segmento TCP

Estabelecendo uma Conexão TCP

Encerrando uma Conexão TCP

Aplicações - TELNET Arquiteturas de Redes de Computadores: TCP/IP

Aplicações - FTP Arquiteturas de Redes de Computadores: TCP/IP

Aplicações - NFS Arquiteturas de Redes de Computadores: TCP/IP

Aplicações - Arquiteturas de Redes de Computadores: TCP/IP

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