Redes de Computadores 2 - Conceitos Básicos de Redes –

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1 Redes de Computadores 2 - Conceitos Básicos de Redes –
Paulo Roberto Freire Cunha

2 Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)
Objetivo introdução aos elementos básicos de uma rede extremidade e núcleo protocolos serviços de redes orientada a conexão sem-conexão Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)

3 Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)
Elementos da Internet dispositivos de computação hosts PDAs, microondas (executando aplicações em rede) links de comunicação fibras ópticas, cabos rádio, satélite roteadores responsáveis por “guiar” dados através da rede Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)

4 Elementos da Internet (cont.)
roteador pc servidor estação móvel par trançado provedor de backbone microondas provedor de internet (ISP) fibra óptica Rede 1 Móvel ERBs Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)

5 Elementos da Internet (cont.)
protocolos “conjunto de regras” HTTP, DNS TCP, IP, ICMP, ARP, etc Internet “rede das redes” Internet X internet Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)

6 Elementos da Internet (cont.)
definições de “padrões” na Internet RFC – Request for Comments IETF – Internet Engineering Task Force W3C – World Wide Web Consortium IANA - Internet Assigned Numbers Authority Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)

7 Modelo Conceitual da Internet
coleção de serviços www execução remota ftp, etc tipos de serviços fornecidos orientado à conexão (e.g., serviço telefônico,TCP) “connectionless” (e.g., correio,UDP) Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)

8 Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)
Protocolos protocolos de redes máquinas envolvidas regras para comunicação entre máquinas governam as comunicações na Internet “idéia básica” formato da mensagem sequenciamento das mensagens ações protocolos de humanos exemplos conversações em telefones conversas com outras pessoas solicitação de serviços em autarquias “idéia básica” envio de mensagens ações quando a mensagem é recebida Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)

9 Protocolos (cont.) “oi” “oi” “qual o seu nome?” “Napoleão” req.
conexão TCP conexão TCP rep. “oi” Tempo get “qual o seu nome?” “Napoleão” página Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)

10 Detalhes da Extremidade da Rede
elementos da extremidade da rede aplicações hosts elementos centrais da rede roteadores redes de redes links de comunicação Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)

11 Detalhes da Extremidade da Rede (cont.)
hosts local onde as aplicações executam http, modelo cliente/servidor clientes requisitam serviços fornecidos por servidores browser(cliente), servidor http originário do UNIX os protocolos de comunicação adotam este modelo modelo peer-peer interação simétrica teleconferências Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)

12 Detalhes da Extremidade da Rede (cont.)
serviço orientado a conexão transferência de dados estabelece inicialmente uma conexão TCP (Transport Control Protocol) transferência de dados confiável fluxo de controle controle de congestionamento informações ordenadas http, ftp, telnet Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)

13 Detalhes do Núcleo da Rede
coleção de switches (roteadores) serviços de transferência comutação por circuito circuito dedicado sistema telefônico comutação por pacotes dados enviados em “etapas” Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)

14 Detalhes do Núcleo da Rede (cont.)
Comutação por Circuito reserva fim-a-fim de recursos (banda nos links) para a transferência recursos dedicados (não há compartilhamento) desempenho garantido há uma negociação antes do estabelecimento do circuito Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)

15 Detalhes do Núcleo da Rede (cont.)
Comutação por circuito (cont.) recursos (e.g., largura de banda) divididos em partes partes alocadas para a chamada desperdício se o recurso não for usado tipos de divisão da largura de banda multiplexação na freqüência (FDM) multiplexação no tempo (TDM) FDM Sinal 1 100 Hz Sinal 2 100 Hz Sinal 3 100 Hz Sinal 1 Sinal 2 Sinal 3 100 200 300 Hz slot TDM 1 2 3 4 frame Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)

16 Detalhes do Núcleo da Rede (cont.)
Comutação por pacote dados dividos em pacotes pacotes de conexões distintas compartilham recursos (não há alocação dedicada) cada pacote usa toda a largura de banda (a largura de banda não é dividida em partes) recursos são usados a medida que são necessários (não há reserva de recursos) Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)

17 Detalhes do Núcleo da Rede (cont.)
Comutação por pacote recursos agregados podem exceder o limite congestão filas de pacotes “armazena e envia” (store and forward) pacotes são enviados por “etapas” Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)

18 Detalhes do Núcleo da Rede (cont.)
Comutação por pacote 10 Mbs Ethernet C A 1.5 Mbs B filas de pacotes esperando links de saída 45 Mbs D E Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)

19 Detalhes do Núcleo da Rede (cont.)
Comutação por pacote X Comutação por circuitos comutação por pacotes é adequada para tráfegos em rajada comutação por circuito provoca congestionamento (perda e atraso) comutação por circuito é adequada em aplicações de áudio/vídeo Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)

20 Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)
Redes de Acesso Redes de Comunicação Redes de Comunicação PSTN (Public Switched Telephone Network) LAN (Local Area Network) PSDN (Public Switched Data Network) ISDN (Integrated Services Digital Network) Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)

21 Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)
Redes de Acesso conexão com roteadores Acesso institucional (LAN) Acesso residencial a um provedor (PSTN) Acesso a uma rede sem-fio Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)

22 Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)
Redes de Acesso Acesso Residencial Modem conexões de 56kbps ISDN (Integrated Service Digital Network) RDSI – Rede Digital Serviços Integrados conexões de 128Kbps ADSL (Assymetric Digital Subscriber Line) 1 Mbps (casa-roteador) 8 Mbps (roteador-casa) Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)

23 Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)
Redes de Acesso acesso residencial (cont.) CODEC PSTN Estação Interurbana Modem Modem Estação Final Estação Final Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)

24 Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)
Redes de Acesso Acesso Institucional universidades, empresas acesso a uma rede local (LAN) padrão ethernet (10Mbps,100Mbps) Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)

25 Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)
Redes de Acesso Acesso com Redes Sem-Fio LANs sem-fio cabos trocados por rádio ERB EM Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)

26 Redes de Comutação por Pacotes
Roteamento Objetivo: Mover pacotes da origem para o destino De: Para: 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)

27 Redes de Comutação por Pacotes
Roteamento (cont.) hop De: Para: 2 1 2 1 1 1 2 1 2 2 2 2 Rede Datagrama o endereço de destino decide o próximo hop as rotas podem mudar durante a sessão Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)

28 Redes de Comutação de Pacotes
Roteamento (cont.) De: Para: 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 Rede Circuito Virtual cada pacote carrega uma indicação do próximo hop (circuito virtual ID) caminho fixo (definido no início da conexão) os roteadores mantém o estado da conexão Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)

29 Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)
Roteamento atrasos nos hops (roteadores) A 2 atraso no enfileramento 1 atraso no processamento no hop 4 atraso na propagação 3 atraso na transmissão B Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)

30 Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)
Roteamento atrasos nos hops (roteadores) verificação de erros determinação da saída A B Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)

31 Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)
Roteamento atrasos nos hops (roteadores) Atraso na transmissão R / largura de banda do link (bps) L / comprimento do pacote tempo para envio do bits através do link = L / R Atraso na propagação d = comprimento do link s = velocidade de propagação no meio atraso = d / s Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)

32 Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)
Estruturação de Redes hosts aplicações links roteador protocolos hardware, software Redes são complexas e precisam ser organizadas de alguma forma!!! Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)

33 Estruturação do correio
encomenda agência central de distribuição aeroporto transporte aéreo encomenda agência central de distribuição aeroporto transporte aéreo transporte aéreo Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)

34 Estruturação do correio (camadas)
usuário(encomenda) agência central de distribuição aeroporto transporte aéreo usuário agência central de distribuição aeroporto transporte aéreo Visão de Camadas cada camada implementa um serviço cada camada se utiliza dos serviços da camada de baixo transporte aéreo Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)

35 Estruturação do correio (serviços)
usuário-para-usuário agência - agência central-central aeroporto-aeroporto avião Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)

36 Estruturação do correio (distribuição)
usuário agência central de distribuição aeroporto transporte aéreo usuário agência central de distribuição aeroporto transporte aéreo Emissor Destinatário Conexão 1 Conexão 1 Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)

37 Estruturação das Redes
software de redes são complexos software de rede organizado em camadas cada camada construída sobre outra camada a complexidade das camadas inferiores são escondidas das camadas superiores a camada n do host 1 conversa com a camada n do host 2 as regras para a conversação são definidas pelos protocolos da camada n Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)

38 Organização em Camadas
Pares Host 1 Host 2 protocolo da camada 4 Camada 5 Camada 5 interface 5/4 interface 5/4 protocolo da camada 3 Camada 4 Camada 4 interface 4/3 interface 4/3 protocolo da camada 2 Camada 3 Camada 3 interface 3/2 interface 3/2 protocolo da camada 1 Camada 2 Camada 2 interface 2/1 interface 2/1 Meio Físico Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)

39 Organização em Camadas
Pilha de Protocolos Host 1 Host 2 protocolo da camada 4 Camada 5 Camada 5 protocolo da camada 3 Camada 4 Camada 4 protocolo da camada 2 Camada 3 Camada 3 protocolo da camada 1 Camada 2 Camada 2 Meio Físico Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)

40 Modelo de Referência OSI
Meio Físico enlace rede transporte sessão apresentação aplicação Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)

41 Modelo de Referência OSI
útil como modelo serviços, protocolos, interface muitas repetições nas camadas muito overhead nas camadas algumas camadas muito simples e outras muito complexas o TCP/IP tem sido “de facto” adotado Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)

42 Pilha de protocolos da Internet
enlace rede transporte aplicação físico aplicação suporte a aplicações de rede transporte transferência de dados fim-a-fim rede roteamento de pacotes enlace transferência de dados entre vizinhos físico transferência de bits Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)

43 Pilha de protocolos da Internet
F T P H T P S M T P S N M P D N S Aplicação do Usuário Interface de Sockets UDP TCP ICMP IP ARP PPP Interface de rede Camada de Abstração do Hardware Drivers Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)

44 Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)
Comunicação Lógica aplicação transporte rede enlace físico enalce Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)

45 Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)
Comunicação Lógica dado aplicação transporte rede enlace físico transporte ack rede enlace físico aplciação transporte rede enlace físico dado dado aplicação transporte rede enlace físico aplciação transporte rede enlace físico transporte Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)

46 Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)
Comunicação Física dado aplicação transporte rede enlace física rede enlace física aplicação transporte rede enlace física dado aplicação transporte rede enlace física aplicação transporte rede enlace físico Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)

47 Fluxo de Informações nas Camadas
protocolo da camada 5 5 M M protocolo da camada 4 4 H4 M M H4 protocolo da camada 3 3 H3 M1 H4 M2 M1 H4 M2 H3 protocolo da camada 2 2 T2 H2 M1 H4 H3 M2 M1 H4 H3 M2 T2 H2 Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)

48 Fluxo de Informações nas Camadas
PILHA DE PROTOCOLOS Aplicação PILHA DE PROTOCOLOS Aplicação 10101 10101 Camada Física Redes de Computadores 2  (baseado nos slides do Kurose)