Funcionamento da Internet

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1 Funcionamento da Internet
a Internet não foi projectada para serviços específicos mas como uma infraestrutura genérica e eficiente para suportar qualquer aplicação de rede novas infraestruturas suportam novas indústrias a maior parte dos serviços que usam a Internet não existiam quando ela foi criada Transmission Control Protocol / Internet Protocol

2 Mecanismos de comunicação
circuito dedicado para ligar dois computadores caro; taxa de ocupação do hardware baixa partilha de um circuito por várias ligações económico; taxa de ocupação superior problema: possível ocorrência de atrasos inaceitáveis se as transmissões não puderem ser interrompidas (uma transmissão demorada pode obrigar muitas rápidas a esperar) solução: forçar todas as transmissões a serem rápidas, limitando o tamanho máximo de cada uma; obriga a partir as mensagens maiores em pacotes; envia-se à vez um pacote de cada uma das transmissões activas a velocidade de transmissão é proporcional ao tamanho total da mensagem e à carga global da rede, absorvendo flutuações devidas a mensagens longas

3 Partilha de uma linha A F B E D C A  D B  F
1 2 3 4 5 F A  D B E 5 D 1 E 3 F 4 D 2 F 3 D 1 F 2 D 1 D 1 2 3 B  F D C 1 Mensagem C  E espera pouco e termina ainda antes da A  D, iniciada antes As mensagens A  D e B  F partilham o hardware C  E

4 Comutação de pacotes LANs e WANs usam comutação de pacotes
todos os pacotes têm o mesmo formato cabeçalho com os endereços dos computadores emissor e receptor dados cada computador tem um endereço numérico único o hardware observa os cabeçalhos dos pacotes que passam na rede copia para a memória do computador os que lhe são destinados avisa o computador da ocorrência a partilha da rede é automaticamente gerida pelo hardware de interface; não sobrecarrega as máquinas software de divisão em pacotes na máquina

5 Comunicação entre redes
As redes usam tecnologias de comutação de pacotes incompatíveis características eléctricas esquemas de endereçamento dos nós formato dos pacotes Vencer a distância modems, fibras ópticas Ligar redes colocar um computador como nó de duas ou mais redes funciona como gateway Muitos dispositivos podem ligar-se à rede impressoras, caixas registadora, câmaras de vídeo

6 Estrutura da Internet Internet é uma rede de redes que usam comutação de pacotes, interligadas por routers. router - computador que liga redes e está dedicado a correr o software de encaminhamento de pacotes tem que conhecer a topologia da rede, para saber onde encontrar o destinatário pode ligar duas LANs num edifício ou uma LAN a uma WAN a maneira mais barata de ligar uma nova rede é procurar o sítio Internet mais próximo e colocar um router entre essa rede e a nova (nem todos os sítios estão autorizados a dar conectividade) os routers permitiram ultrapassar a fase das redes homogéneas máquinas isoladas podem obter conectividade ligando-se via modem ou RDIS a uma máquina com acesso à Internet (PPP)

7 Exemplo de conectividade
Rede 2’ LAN 1 LAN 2 backbone WAN PC LAN 4 LAN 3 LAN 5 router modem Rede 4’ Rede 5’

8 Protocolo de rede Não basta a ligação em hardware; é necessária uma linguagem comum protocolo de comunicações - especificação do formato das mensagens e das condições em que são enviadas IP - Internet Protocol define formato dos pacotes e comportamento dos routers é o mínimo para que um computador se possa ligar à Internet cada computador tem uma cópia do software IP que todas as aplicações de rede usam pacote IP é um datagrama (telegrama de dados) computador A pretende enviar dados para o computador B: A constrói um datagrama, entrega-o à sua rede que se encarrega de o transportar até B e B extrai os dados do datagrama cria-se a ilusão de uma única rede virtual

9 Implementando uma rede virtual
O hardware das várias tecnologias de rede não entende directamente o formato IP cada rede define o seu próprio formato de pacote os datagramas viajam encapsulados em pacotes das redes que atravessam (são os dados destes pacotes) um router recebe um pacote da rede A, retira o respectivo datagrama para obter o endereço, escolhe a rede para onde o enviar e embrulha-o num pacote apropriado para essa rede só a máquina destino abre o datagrama para processar os dados o endereço do pacote pode ser diferente do endereço do datagrama (intermediário) cada máquina tem que ter o seu endereço IP (incluindo os routers)

10 Endereços Para ligar computadores à Internet é necessário obter endereços da autoridade Internet competente InterNIC  FCCN  CICA os endereços IPv4 têm 32 bits e escrevem-se como 4 números (0-255) separados por pontos IPv4 tem um máximo teórico de 4G; futuro IPv6 expande atribuição de endereços optimiza a gestão da rede: computadores na mesma rede têm o mesmo prefixo uma máquina, para enviar um pacote para um endereço de outra rede, dirige o pacote ao seu router, que o passa ao router apropriado seguinte, até chegar à rede do destino podem existir caminhos alternativos; escolhe-se, em princípio, o mais curto que está activo

11 Classes de redes Endereço: <número da rede><número do nó>
1º byte Rede Nó A 1-126 N H.H.H B N.N H.H H C N.N.N D (multicast) (reservada) E Número do nó Gestão local (FEUP: 12 redes classe C)