Redes de Computadores

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Enlance físico, full duplex, ponto-a-ponto○
Não há bloqueio○
Não é preciso identificar o enlace, pois este só existe ponto-a-ponto○
Toda dependência exponencial é ruim○
Totalmente Ligadas (WAN) •
Topologias:
Diminui enlances mantendo o grafo conexo (para todo nó "A" chega-se em qualquer 
outro nó do grafo)
○
Problema: Será necessário criar uma identificação para cada nó. Pois ao retirar 
enlances algumas conexões diretas podem deixar de existir
○
Todos os pontos deverão ter tabela de rotas para que saibam para onde encaminhar 
cada informação
○
Parcialmente Ligadas •
Redes telefônicas: O endereço é feito antes de completar a chamada (antes de tocar o 
telefone). Ao atender a ligação, o caminho enderaçado é alocado
e exclusivo para aquela ligação até que a desconexão seja feita (desligar da chamada)
•
Sinônimo de chaveamento -> Aloca recurso, Usa, Libera○
Fase 1 - Estabelece Conexão Exclusiva
Fase 2 - Transferência da informação
Fase 3 - Desconexão
Um caminho permanece alocado e dedicado entre origem e destino durante todo o 
tempo de conexão 
○
Comutação de Circuitos •
É montado um "header" / cabeçalho com informações de origem e destino. Ao contrário 
da comutação de circuitos, o cabeçalho é enviado junto a mensagem, logo, não existe 
fase de troca de informações. Tudo é feito na mesma requisição.
○
Não existe fase de estabelecimento de chamada○
As conexões não são dedicadas !○
Comutação de Mensagens: •
Não existe fase de estabelecimento de chamada (assim como na comutação de 
mensagens)
○
Cabeçalho (um para cada fragmento de mensagem, ou, pacote)○
Store-and-Forward - Cada nó armazenda um pacote, processa, e redireciona ele caso seja 
necessário, até o destino
○
Tabelas de rotas dinâmicas, portanto pacotes de uma mesma mensagem podem ser 
roteados por fluxos diferentes
○
Problema: Pacotes podem seguir um mesmo fluxo/caminho, mas não há garantia que 
ambos vão experimentar o mesmo tempo de retardo visto que a carga de cada nó varia 
com o tempo, baseado em outras requisições que este nó esteja processando)
○
As conexões não são dedicadas !○
Canais compartilhados○
Retardo na transferência é uma variável aleatória○
Comutação de Pacotes: •
Topologias de Redes
Saturday, June 15, 2013 7:50 PM
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BARRA - TOPOLOGIA MULTIPONTO
Não há necessidade de roteamento•
Toda máquina entre origem e destino recebe as mensagens mas só o destino processa•
Não é mais vulnerável que nenhuma outra. É possível que um receptor no meio do 
caminho seja colocado em modo espião, mas como todo meio físico pode ser hackeado, a 
topologia em sí não interferiria. Boa prática é encriptar os pacotes
•
Precisa implementar controle de acesso ao meio para evitar colisão de pacotes, oque 
destruiria ambos
•
BROADCASTING
É a capacidade de uma topologia de enviar uma mensagem que será processada por todas as 
máquinas da rede. Todo pacote enviado pro Broadcasting é lido por todas as máquinas e é 
enviado com um cabeçalho específico indicando uma "máquina de broadcasting" que não existe 
fisicamente. Desta maneira toda máquina sabe quando deve ler o pacote que chegou nela (se 
tiver o endereço de broadcasting ou dela mesma, indicando que a mensagem é para ela)
CONTROLE DE ACESSO AO MEIO
Implementado por cada máquina para evitar que elas façam acesso indiscriminado ao meio de 
propagação dos pacotes. É usado para evitar destruição de pacotes seja por colisão ou por 
consumo do mesmo por uma máquina em modo de transmissão (no caso da topologia em anel)
ANEL - TOPOLOGIA CIRCULAR E PONTO A PONTO - SIMPLEX
Cada ponto do anel envia a informação para o seu ponto vizinho, sempre no mesmo sentido 
(seja ele horário ou anti-horário).
Todo anel possui uma interface (geralmente externa, com a sua própria fonte de energia) 
chamada de repetidor, fazendo a tarefa de "repassar" ou "repetir" o pacote recebido para o 
próximo independentemente do pacote ser ou não para ele.
Modo Bypass : Relé de Bypass é fechado e quando isso acontece, a máquina não recebe 
mais os pacotes, mas, ela continua conseguindo repassar o pacote adiante evitando que o 
anel se "quebre" por causa de um defeito na máquina. Este modo é ativado quando a 
máquina em sí encontra-se defeituosa e incapaz de repassar os pacotes por sí só.
1.
Modo Escuta : Modo default. Checa se o pacote é para ela, e se for absorve/processa, 
caso contrário repassa/repete ele para o próximo.
2.
Modo de Transmissão : Uma máquina em modo de transmissão começa a transmitir 
um pacote em um lado e consumir tudo que chega do outro lado indiscriminadamente. 
Quando ela termina de transmitir ela volta para o modo de escuta. O controle de acesso 
ao meio deve ser implementado para evitar que uma máquina em modo de transmissão 
estrague o pacote de outra máquina sendo transmitido ao mesmo tempo
3.
Modos de Operação:
Anéis primários e Secundários : A idéia aqui é que existe um anel "dentro" de um anel mais 
"macro" (Outter ring e Inner ring). Checar slide da página 69 para evitar confusões
ESTRELA : Ligações entre máquinas feitas através de um dispositivo central que possui uma 
matriz de combinações de ligações sendo capaz de fazer a transmissão de qualquer máquina A 
para qualquer máquina B diretamente, sem necessidade desta informação passar por nenhuma 
outra máquina durante o processo.
HUBS E SWITCHES : Nome de algo que fica no centro, distribuindo depois (HUB). Existem até 
hubs de aeroportos onde um central distribuis os voos para os demais.
Switches são a evolução do HUB, que eliminou a colisão. Estes são usados nas topologias de 
estrela.
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Topologias
de Redes
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Análise
Básica de ...
Sinal Analógico:
Variação contínua - A função pode assumir qualquer valor
Sinal Digital:
Variação discreta em um intervalo de sinalização T - A função assume um conjunto pré definido
de valores.
Baud
Sendo N o número de bits necessários por símbolo e L o número necessário de símbolos escolhe-se : 
 L = 2^N
A taxa em Bauds de um sinal é o número de intervalos de sinalização por segundo. 
A cada intervalo de sinalizaçao produz-se apenas um símbolo, ou seja : 
 TaxaBitsPorSegundo = TaxaBauds * Log (2) L 
1822 Fourier :
A série de fourier é a teoria que diz que sinais periódicos podem ser representadas como a soma
de sinais senoidais. A série considera que o sinal estudado seja periódico.
A transformada de Fourier por outro lado, trabalha com sinais não periódicos. Para que seja possível 
usa-la, basta tratar o sinal estudado inteiro, como sendo o período de um sinal "maior", repetindo este 
período em intervalos de separação fixos, oque torna o sinal maior como sendo periódico.
Banda de Frequência : Intervalo de todas as frequências positivas que compõem o sinal•
Largura de Banda : Diferença entre a maior e a menor frequências que compõem o sinal•
Decibel : Forma comparativa de analisar valores. Ao invés de se fornecer um valor absoluto•
Para cada frequência, é fornecido o seu valor dividido pelo maior valor presente naquele sinal.
 Medida N db = 10LOG P / P0
(P = Frequência Atual, P0 = Frequência máxima do sinal)
Sinal Analógico : Perda de qualidade, impossibilidade de entendimento da informação no 
receptor. Como as frequências deste sinal são continuas, a limitação da banda passante afeta cada 
momento da frequência, modificando-o e degradando sua qualidade proporcionalmente a 
limitação do meio.
•
Sinal Digital : Erro na recepção da informação. Como as frequências deste sinal são discretas, oque 
ocorre é que até certa limitação de banda do meio, o receptor continua a conseguir "entender" os 
símbolos, logo a limitaçao não afeta a qualidade do sinal. Depois de certo ponto de limitaçao, o 
receptor não consegue mais ler os símbolos, resultando na perda total do sinal ao invés de uma 
degradação gradual.
•
Efeitos da Banda Passante Limitada no Meio:
A tarefa de limitação da banda passante consiste em limitar ossinais de modo a preservar apenas a faixa 
de frequências necessária, descartando frequências for a desta faixa (tanto menores quanto maiores). A 
dificuldade está em estabelecer este ponto exato a partir do qual as componentes podem ser 
desprezadas.
Métodos de Definição da Banda Passante : Matemática x Empírica
Matemática : Define-se a banda passante como sendo a faixa de frequências na qual a potência•
de todas as componentes permanece acima de uma determinada razão de uma componente 
Básicas de Sinais
Saturday, June 15, 2013 7:54 PM
 Página 4 de Redes de Computadores 
de todas as componentes permanece acima de uma determinada razão de uma componente 
tomada como referência
EX: Faixa na qual a potência das componentes permanece acima da metade da potência da 
componente de maior potência : 
 
 (P / P0) > (1 / 2) Com P sendo a frequência qualquer e P0 a maior frequência.
 Em decibeis temos : NdB = 10LOG(10) * (1 / 2) = 10* (-0.3) = -3.0 -3 dB
Empírica : A partir de experimentos com produção de sinais "filtrados" (pela banda passante do 
meio) para conter apenas as as faixas específicas do sinal original, procura-se estabelecer, para 
uma determinada qualidade desejada, qual é a faixa de frequências correspondente.
•
No caso do sinal Digital, o foco no cálculo da limitação da banda passante deve focar em conseguir 
limitar a banda de modo que o receptor ainda consiga uma taxa alta de recuperação dos símbolos.
Quanto maior a taxa de transmissão, maior a banda passante necessária (Banda Larga).
Pode-se fazer a pergunta inversa também : Dada a banda limitante deste meio, qual a maior taxa de 
transmissão que é possivel atingir ?
Razão Sinal Ruído (Medida em Decibéis)
SNR(dB) = 10LOG(10) (S / N)
S/N = 10 10db
S/N = 100 20db
S/N = 1000 30db
Lei de Shannon ( Taxa máxima de transmissão em um canal na presença de um ruído térmico )
Dada a banda passante W do meio físico, a capacidade máxima C de transmissão em bps é dada por :
 C = W LOG (2) ( 1 + S/N) bps
EX: Um canal telefônico típico. W = 4.000 Hz e SNRdB = 30dB
C = 40.000 bps
Aproximação da lei de Shannon
 C = W ( SNRdB / 3 ) bps
Válida apenas quando SnRdB >> 1
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Multiplexação: Capacidade de permitir que vários sinais de diferentes fontes/canais possam 
compartilhar o mesmo meio durante a transmissão. Este processo é feito para evitar o 
desperdício de se alocar um canal inteiro para transmitir um sinal apenas, visto que este sinal 
não utilizará toda a banda do meio.
Modulação vs Demodulação: O processo de deslocar o sinal de sua faixa original, para outra 
faixa, para que este possa ser transmitido em uma faixa não utilizada do meio, é chamado de 
modulação. A Demodulação é o processo inverso, que desloca o sinal para a sua faixa original 
uma vez que ele é recebido no destino.
Banda de Guarda: São os espaços entre os sinais transmitidos em paralelo no mesmo meio. A 
razão destes espaçamentos existirem é que, uma vez que nenhum filtro é perfeito, dois sinais 
transmitidos sem espaçamento um do outro, poderiam ser filtrados erradamente, causando 
interferência ou destruição de um dos sinais.
Modem: Modulam e Demodulam os sinais
Relação de Wavelength x Frequência:
Wavelength = Tamanho do Período de um sinal
Frequência = Quantidade de repetições de um período por segundo (ou intervalo de tempo 
pré-determinado)
Logo, a medida que a frequência aumenta, o wavelength diminui.
Ou, quanto maior o wavelength, teoricamente, menor o período será.
Onda Portadora ou Frequência da Onda Portadora:
A distância em que o sinal foi modulado de sua posição (frequência) original
Multiplexador x Acesso Múltiplo
O Multiplexador recebe vários sinais em suas faixas corretas, vindos de multiplos aparelhos, e 
modula eles em um mesmo meio, de maneira em que todos possam ser transferidos ao mesmo 
tempo, sem interferência, utilizando o mesmo meio. Do outro lado do meio, existe um 
demodulador, que age de maneira reversa, demodulando cada sinal para a sua faixa de 
frequência correta e enviando para o seu destino.
A arquitetura distribuida funciona de modo que cada aparelho transmissor sabe em que faixa de 
frequência ele deve transmitir seu sinal, e ele mesmo realiza a modulação do sinal (como 
aparelhos móveis por exemplo). Assim como a modulação, estes aparelhos também fazem a 
demodulação dos sinais recebidos.
Siglas importantes (elementos de fórmulas)
F - Frequência da onda portadora
G(t) - Sinal Original (analógico ou digital)
S(t) - A Onda Portadora
M(t) - Saída ( Produto de G(t) x S(t) )
Mn(t) - Cada termo de M(t)
Teorema de Nyquist : 
Se um sinal arbitrário (analógico ou digital) é filtrado de tal forma a não conter frequências 
acima de W hz, o sinal resultante pode ser completamente reconstruído a partir de amostras 
desse sinal, tomadas a uma frequência igual a no mínimo 2W vezes por segundo
A taxa de 2W amostras por segundo ficou conhecida como taxa de amostragem de Nyquist e o 
Intervalo entre amostras (1/2w) como intervalo de Nyquist.
EX: Considerado que um sinal de voz não contém componentes acima de 4000 Hz ele pode ser 
recuperado realizando-se 8000 amostras por segundo. Uma amostra para cada 1/8000 
segundos, ou seja, uma amostra a cada 125 nano segundos.
Se cada amostra for codificada com 8 bits, por exemplo, então:
Mutiplexaç
ão, Modul...
Multiplexação, Modulação e Codificação
Saturday, June 15, 2013 7:54 PM
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Se cada amostra for codificada com 8 bits, por exemplo, então:
Taxa do sinal gerado = 8bits/amostra x 8000 amostras/segundo = 64 Kbps
Ruído de Quantização:
Ruído gerado pela conversão de um sinal analógico para digital.
Multiplexação Por Divisão do tempo:
Ao invés de utilizar várias faixas de frequência, elas passam a ser transmitidas em intervalos de 
tempo diferentes.
TDM Síncrono : Existe um ciclo entre os terminais usando o meio, onde cada um possui 
um timeslice para transmitir seus dados. Mesmo se um terminal não possuir nada para 
transferir naquele intervalo, o timeslice aconterá e o meio ficará "vazio" durante esse 
intervalo
•
TDM Assincrono : Existe um ciclo, porém, caso o terminal atual no ciclo não vá transmitir 
nada, ele não utiliza o meio, passando a vez para o próximo terminal, que por sua vez 
também decide se precisa usar o meio ou não. Neste caso, quando um terminal não 
possui dados a serem transmitidos, o meio não fica ocupado no seu timeslice.
•
A forma de divisão do tempo pode obedecer a duas formas de TDM (Time Division Multiplexing)
Canal : Parcela de utilização do meio físico. Um mesmo meio pode ter um canal que utiliza 
FDM e outro, por exemplo, utilizando TDM como meios de multiplexação.
Chaveamento por Divisão Espacial (SDS) - Cada nó fecha um circuto entre entrada e saída•
Chaveamento por Divisão de Frequência (FDS) - Cada nó chaveia de um canal de 
frequência de uma linha de entrada, para um canal de frequência de uma linha de saída
•
Chaveamento por divisão do Tempo (TDS) - Cada nó chaveia de um canal TDM (slot) de 
uma linha de entrada, para um canal TDM de uma linha de saída
•
Comutação de Circuitos:
Características : 
Necessidade de estabelecimento de conexão (roteamento no momento da conexão)•
Canal dedicado durate o tempo de uma chamada•
Endereçamento necessário somente na conexão•
Retardo de tranferência dos dados constante•
Possibilidade de bloqueio da comunicação devido a falta de recursos (Starvation)•
Não necessita empacotamento•
Melhor para tráfego contínuo•
Pior para tráfego em rajadas•
NRZ - Non-Return to Zero•
NRZI - Non-Return to Zero Inverted•
Pseudoternary •
AMI - Alternate Mark Inversion•
HDB3 - High Density Bipolar Three Zeros•
4B3T - 4-Binary 3-Ternary•
Manchester•
Diferential Manchester•
Multi-level Codes•
Codificação em Banda Básica:
 Página 7 de Redes de Computadores 
 Página 8 de Redes de Computadores 
Segurança de Integridade•
Segurança de Integração com tecnologias emergentes•Maior compatibilidade•
Maior qualidade•
Menor preço•
Vantagens da Padronização : 
Principio do Dividir e Conquistar•
Facilidade de modificação e validação•
Cada nível utiliza os serviços do nível imediatamente inferior para implementar e oferecer seus 
serviços ao nível imediatamente superior
○
Cada nível é encarregado de resolver os "seus próprios problemas" assumindo que outros 
problemas ja foram resolvidos pelos outros níveis
○
Projetar uma rede como um conjunto hierárquico de camadas•
Concentra-se na transferência da informação e na interoperabilidade •
Não especifica tecnologia ou implementação•
Estrutura de camadas permite o desenvolvimento simultâneo e independente de padrões•
Interfaces bem definidas permitem que mudanças no padrão que define uma camada, não afetem as 
demais
•
Modelo de Referência OSI (ISO 7498)
Físico (Nível mais baixo)1.
Enlace2.
Rede3.
Transporte4.
Sessão5.
Apresentação6.
Aplicação (Nível mais alto)7.
Camadas do Modelo OSI:
Transmissão de dados no Modelo OSI:
Arquitetura
de Protoc...
Arquitetura de Protocolos
Saturday, June 15, 2013 7:59 PM
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A cada nível, são adicionados os dados, pela camada de serviço atual, dados necessários para que 
A camada debaixo consiga trabalhar.
Transmissão de bits através de um canal de comunicaçãoa.
Características mecânicas, elétricas, funcionais e proceduraisb.
Nível Físico1.
Detecta e opcionalmente corrige erros que por ventura ocorram no nível físicoa.
Transmissão e recepção de quadros (blocos de bits, delimitação)b.
Controle de Fluxoc.
Nível de Enlace2.
Roteamentoa.
Encaminhamentob.
Nível de Rede3.
Fornece uma comunicação fim-a-fima.
Detecção de erros fim-a-fimb.
Controle de fluxo fim-a-fim (opcional)c.
Recuperação de erros fim-a-fim (opcional)d.
Segmentação e remontagem de mensagense.
Nivel de Transporte4.
Pontos de sincronizaçãoi.
Recuperação da sessão em caso de falhasii.
Controle de Diálogoa.
Agrupamento lógico dos diálogosi.
Cada atividade corresponde a uma tarefa que pode ser interrompida e posteriormente 
retomada
ii.
Controle de Atividadeb.
Nível de Sessão5.
Permite a Interoperabilidade de sistemas heterogêneosa.
Coordena a conversão de dados e suas representações (compactação, tradução de códigos, 
criptografia)
b.
Nível de Apresentação6.
Oferece servicos de processos de aplicaçãoa.
Aplicações Específicasb.
Nível de Aplicação7.
Níveis da Arquitetura:
Modos de Comunicação
Circuito Virtual Datagrama
Orientado a conexão Não orientado a conexão
Confiável Não confiável
Garante entrega ordenada Não garante entrega ordenada
 Página 10 de Redes de Computadores 
Nível de
Enlace
Organiza a cadeia de bits transmitida pelo nível físico em quadros•
Transmissão e recepção de quadros•
Detecta e opcionalmente corrige os erros que por ventura ocorram no nível físico•
Controle de Fluxo•
Controle de Acesso ao meio•
Bit Stuffing:
O receptor e o transmissor combinam uma sequência de bits que será o limitador de um quadro. Ao 
final e no começo de um quadro, o transmissor insere esta sequência de bits, para que o receptor saiba 
"dividir" os quadros ao recebe-los
O problema é que, esta sequência pode por acaso, estar presente no meio de um quadro, oque 
estragaria o "parsing" do lado do receptor.
Para resolver isto, o transmissor ao detectar que a sequência existe no meio do quadro, insere um bit 
ZERO por exemplo (Stuffed Bit) no final da sequência, e o receptor ao receber, checa se existe alguma 
sequência de limitadora seguida de um ZERO, caso haja ele remove o ZERO e trata como sendo dado ao 
invés de um delimitador.
Todos estes mecanismos trabalham com o conceito de timeout.
Protocolos de Retransmissão / Controle de Erro:
Nivel de Enlace
Saturday, June 15, 2013 8:00 PM
 Página 11 de Redes de Computadores 
Todos estes mecanismos trabalham com o conceito de timeout.
Timeout é o tempo máximo que o transmissor espera até receber uma resposta do receptor, 
caso este tempo chegue antes da resposta do receptor, o transmissor interpretará como um 
erro na transmissão e retransmitirá.
Stop-and-Wait: O transmissor faz o envio quadro-a-quadro, esperando sempre o ACK (resposta) 
do receptor antes de enviar o próximo quadro. Deste modo o transmissor fica ocioso muito tempo 
pois ele poderia estar enviando outros quadros enquanto espera a resposta do receptor.
•
Go-Back-N: O transmissor desta vez, enviará quadros em sequência sem esperar pelos ACK's dos 
quadros individuais. Caso durante a transmissão, algum dos quadros "dê timeout", este protocolo 
voltará a transmissão de todos os quadros até este que deu timeout, e retransmitirá todos eles a 
partir dali. Este protocolo é ineficiente pois todos os quadros que foram transmitidos depois do 
quadro que deu timeout, com sucesso ou não, serão retransmitidos.
•
Selective-Repeat: Funciona da mesma maneira que o Go-Back-N, porém no caso de timeout de um 
quadro X, apenas X será retransmitido ao invés de todos os quadros a partir de X.
•
Sliding Window: O Transmissor envia quadros em sequência e espera pelo ACK do receptor 
referente a todos os quadros recebidos. Caso o transmissor não receba o ACK (timeout), a janela 
permanecerá sem deslizar e ele fará a retransmissão. Caso a transmissão ocorra sem erros, o 
transmissor "deslizará" a janela para frente em X posições, onde X é o tamanho do quadro menos 
uma unidade, e fará a transmissão do próximo bloco
•
O tamanho da janela do Sliding Window, deve ter seu tamanho máximo fixo no tamanho do 
quadro - 1. Isso acontece para evitar que o receptor receba um quadro retransmitido achando 
que está recebendo um novo quadro.
 Página 12 de Redes de Computadores 
Nível Físico
Ativar, manter e desativar transmissões entre duas ou mais entidades do nível de Enlace•
Cuidar da transferência de bits•
Definir as características do meio físico e da transmissão do sinal•
• transmissão através de meios guiados
• transmissão sem fio
� Parâmetros de comparação
• banda passante
• limitação geográfica devido à atenuação
• imunidade a ruídos
• facilidade para ligações ponto-a-ponto ou multiponto
• custo
• confiabilidade
Classificação:
Índice de Refração:
Definido como a razão entre a velocidade da luz no vácuo (constante) e a velocidade da luz
nMeio = Vvacuo / Vmeio
nesse material
Como a velocidade da luz em qualquer meio é menor do que a velocidade da luz no vácuo, o índice de 
refração é sempre maior do que 1, tipicamente variando entre 1 e 2.
Nível Físico
Saturday, June 15, 2013 7:59 PM
 Página 13 de Redes de Computadores 
Nível de
Enlace - S...
Ambos os Protocolos CSMA e CSMA/CD trabalham com o mecanismo de Backoff.
Backoff : Tempo que uma estação deve aguardar (se afastar = back off) até poder voltar a tentar 
transmitir de novo. Este tempo é aleatório dentro de uma janela [ 0 ; t ]
Protocolo "escuta" o meio antes de transmitir•
Análise é feita em cima do nível médio de tensão do meio.•
Problema : Caso duas estações estejam escutando o meio ao mesmo tempo e transmitam ao 
mesmo tempo durante um silêncio, haverá colisão e esta colisão só é detectada após a 
transmissão terminar
•
Perde-se todo o tempo de transmissão do sinal pois a colisão só é detectada após o término da 
transmissão
•
CSMA : 
Protocolo escuta o meio antes e durante da transmissão•
Caso uma colisão seja detectada durante a transmissão, o protocolo aborta a transmissão na hora, 
evitando que o resto do pacote seja enviado visto que ele chegaria "corrompido" do outro lado 
por conta da colisão dos sinais
•
Mais eficiente que o CSMA puro•
Trabalha com Espera Exponencial Truncada•
CSMA/CD:
Nivel de Enlace - Subcamada MAC
Saturday, June 15, 2013 8:00 PM
 Página 14 de Redes de Computadores 
M >= 2 C Tp
• M é o tamanho do pacote em bits
• C é a taxa de transmissão da rede em bps
(considerando retardo de repetidores)
• Tp é o tempo de propagação do sinal no meio
Calculo para tamanho máximo do pacote
Espera Exponencial Truncada :
Mecanismo de backoff usadoapenas no CSMA/CD.
Este mecanismo trabalha da seguinte maneira :
1 - A janela inicial de aleatorização do tempo de backoff é fixada como sendo [0 ; T]
2- A cada colisão é aleatorizado um tempo de backoff dentro deste limite para todos os que colidiram
3- O contador de colisões é incrementado
4 - O limite superior do intervalo T é dobrado, aumentando assim em 2x a janela de aleatorização do 
próximo tempo de backoff (aumentando a chance de espalhar as tentativas de retransmissão)
5 - O limite superior só é dobrado até que tenham acontecido 10 colisões, depois este se mantém 
constante até 16 colisões, quando então, o protocolo avisa a camada superior que a rede está 
indisponível
 Página 15 de Redes de Computadores 
Padrões
IEEE 802.3
LLC : Logical Link Control : Mecanismos para endereçamento de estações na rede•
MAC : Medium Access Control : Controle de acesso ao meio•
Físico : Igual ao físico do OSI•
� É usada a codificação Manchester, com taxa de 10 Mbps e o MAC CSMA/CD:
Padrões IEEE 802.3
Saturday, June 15, 2013 8:00 PM
 Página 16 de Redes de Computadores 
Estendendo
, Segment...
Interligam níveis físicos, diferentes ou não, com mesmo MAC (método de controle de acesso)•
Redes com protocolo de acesso baseado em contenção•
• O repetidor detecta colisão em um segmento e sinaliza no(s) outro(s)
• Ao computar o tamanho mínimo do pacote no CSMA/CD, levar em consideração o retardo
introduzido pelos repetidores
Não pode haver um caminho fechado de repetidores•
� Gera tráfego extra inútil quando o pacote não é inter-rede•
Estendendo, Interligando e Segmentando Redes
Saturday, June 15, 2013 8:01 PM
 Página 17 de Redes de Computadores 
Arquitetura
Internet e...
Realiza a função de roteamento•
Oferece um serviço de datagrama não confiável•
Fornece um endereçamento independente de estrutura ou do endereçamento de cada sub-rede•
Address Resolution Protocol (ARP)
Realiza o mapeamento entre o endereço IP e o Endereço da Sub-Rede, efetuado por meio de uma 
tabela ARP em cada máquina que é construída dinamicamente. Este protocolo faz a interface 
entre a Inter-Rede e a SubRede
ARP Request x ARP Reply
Request é a requisição que uma estação faz por um endereço de sub-camada, e o Reply é a 
resposta do protocolo ARP com o endereço da sub-camada que mapeia o endereço de IP recebido 
na requisição.
Para saber como funciona o fluxo de envio usando o ARP Checar "Respostas da Lista de 
Exercicios P2" deste "notebook".
O Protocolo IP (Internet Protocol)
Arquitetura Internet e o Protocolo IP
Saturday, June 15, 2013 8:01 PM
 Página 18 de Redes de Computadores 
Arquitetura
Internet e...
Necessidade de padrões para interconexão de sistemas heterogêneos•
Modelo de referencia para interconexão aberta de sistemas•
Definição da estrutura básica para o desenvolvimento coordenado de padrões•
Modelo de Arquitetura OSI ( ISO 7498 Open System Interconnection RM-OSI/ISO)
Arquitetura em Níveis (ou camadas), foi utilizado na abordagem do problema da arquitetura a 
ser empregada num projeto de redes.
Cada nível utiliza os serviços oferecidos pelo nível imediatamente inferior para 
implementar e oferecer os seus serviços ao nivel imediatamente superior
•
O projeto de um nivel está restrito a um contexto específico e supoe que os problemas 
fora deste contexto ja estejam devidamente resolvidos
•
Abordando utilizando níveis fornece uma gama de vantagens como:
A camada mais baixo nível se encarrega de estabelecer os padroes de transmissao, uso do 
meio, simbolos transmitidos e etc. Os elementos dentro desta camada sao responsaveis 
por implementar o padrao estabelecido para conseguir transmitir e receber bits/sinais ( As 
camadas de cima nao precisam nem saber, e nao fará diferença, caso esta camada seja 
trocada por outra diferente. Elas vao continuar "enviando e recebendo" bits e sinais)
•
A camada imediatamente acima se encarrega de checar por possíveis erros oriundos da 
transmissao feita pela camada de baixo. O transmissor que envia, adiciona no final da 
mensagem uma espécie de "hash" de bits, gerado baseado no corpo da mensagem 
enviado. Do outro lado, o receptor, re-aplica a "fórmula do hash" dos bits que recebeu, e 
compara com o hash anexo no final da mensagem. Caso os dois hashs sejam iguais, a 
mensagem chegou sem erros e correta, caso seja diferentes, significa que houve algum 
erro durante a transmissao (um ruído por exemplo).
•
Aplicaçao○
Apresentacao○
Sessao○
Transporte○
Rede○
Enlace○
Fisico○
Camadas do Modelo OSI•
Arquitetura de Camadas:
Nivel Físico: Transmissao de Bits através de um canal de comunicacao. Caracteristicas do 
meio fisico e da transmissao do sinal.
 Define: Características mecânicas, elétricas, funcionais e procedurais de utilização do meio 
físico.
Nivel de Enlace: Detecta e ocasionalmente corrige os erros que por ventura ocorram no nivel 
fisico (controle de fluxo, transmissao de bits)
Explicaçao dos Níveis:
1 - Nível físico : Recebe e despacha a informaçao baseada na tabela de rotas. Implementa 
também o protocolo de transmissao de dados entre estacoes intermediarias e/ou finais
2 - Enlace : Faz a ligaçao da camada física, com a camada de redes
3 - Redes : Possui uma tabela de rotas, para auxiliar o encaminhamento da informação, desde 
a estaçao de origem até a estacao de destino.
Arquitetura Internet e os Protocolos de Transporte e 
Aplicaçao
Saturday, June 15, 2013 8:01 PM
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a estaçao de origem até a estacao de destino.
Modos de Comunicaçao:
Orientado a Conexão (Circuito Virtual) X Não Orientado a Conexao (Datagrama)
Serviços orientados a conexão requerem uma fase anterior de comunicaçao entre os dois 
interessados ( nó que envia e nó que recebe), onde há uma troca de informacoes sobre o 
método de transmissao. Estes são serviços mais confiáveis (tentam corrigir os erros e evitar que 
informacoes não formatadas cheguem do outro lado), e garantem também a entrega ordenada.
Por outro lado, os serviços não orientados a conexão não garantem que não haverá perda de 
pacotes, não entregam as informações em ordem, e, logo, não são confiáveis.
Diferença entre Computacao de Circuitos e Orientacao a Conexao :
Na computacao de circuitos o canal entre dois pontos é exclusivo, e fica reservada sem 
ninguem mais use. Esta pré conexão fica reservada entre dois pontos, mas nao é exclusiva na 
orientacao a conexao/circuito virtual. Apesar desta rota ter sido escolhida anteriormente, se ela 
estiver em uso, ele usará outro caminho para chegar no seu destino.
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1) Descreva como funciona a técnica de transparência de bits (bit stuffing) que permite a delimitação de 
quadros. Qual é o nível no modelo de referência OSI responsável por implementar esta função? 
R: O Método de bit stuffing utiliza uma sequencia de bits pre definidos para delimitar o inicio e o final 
de um quadro. O problema dessa abordagem é que a sequencia delimitadora pode, por um acaso 
aparecer dentre os dados sendo transmitidos no quadro. Para contornar este problema toda vez que um 
delimitador aparece no meio de um quadro, é inserido (stuffed) antes dele um caracter especial. 
Quando o receptor recebe um delimitador precedido do caracter especial, ele entende que estes bits 
fazem parte do quadro. 
A camada responsável por implementar esta função é o nível de Enlace.
2) Qual é a diferença entre os algoritmos de controle de erro go back n (retransmissão integral) e 
selective repeat (retransmissão seletiva)?
R: Ambos os protocolos (Go Back N , Selective Repeat) são protocolos de retransmissão de quadros em 
caso de erro, e são implementados pelo nível de enlace.
Para tratar de erros que destroem completamente os quadros ou modificam o campo de endereço de 
origem ao enviar um quadro, o transmissor utiliza um temporizador para medir o intervalo de tempo 
(timeout) suficiente para que o quadro chegue ao seu destino, seja processado, o reconhecimento (ACK) 
seja enviado e chegue devolta ao transmissor. Se o reconhecimento não chegar neste intervalo de 
tempo, o quadro é retransmitido, evitando que o transmissor fique parado indefinidamente a espera do 
reconhecimeto.
A diferença entre os dois protocolos, é que em caso de falha em um quadro de índice X, por exemplo, o 
Go Back N retransmitiria todos os quadros de índice maior ou igual a X (incluindo X, claro). Porém, no 
caso do selective repeat, o protocolo apenas retransmitirá o quadro de índice X. 
Qual dos algoritmos de controle de erro (stop and wait, go back n ou selective repeat) apresenta 
uma solução que proporciona um uso mais eficiente da rede? Por quê? 
3)
R: Selective Repeat.
O menos eficiente é o Stop-and-wait, visto que para que cada quadro seja enviado, é necessário que o 
quadro anterior tenha sido processado e o transmissor tenha recebido o ACK referente a este envio, 
mantendo a rede parada durante este tempo.
Em seguida, temos o Go-Back-N, que não espera que o quadro anterior seja processado para enviar o 
próximo, porém em caso de falha em um quadro X, o protocolo reenviará todos os quadros a partir da 
falha em X. 
Como mais eficiente, temos o Selective-Repeat, que trabalha de maneira similar ao Go-Back-N no 
quesito transmissão, porém em caso de falha, ele reenviará apenas o quadro que falhou ao invés de 
reenviar todos os quadros a partir dali, sendo assim, o mais eficiente.
Por que o protocolo CSMA/CD apresenta uma eficiência melhor que o protocolo CSMA puro? 4)
Ambos os protocolos ficam "ouvindo" o meio, checando o nível de tensão do mesmo, para determinar 
Lista de
Exercicios...
Respostas Lista de Exercicios P2
Monday, July 1, 2013 10:56 AM
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Ambos os protocolos ficam "ouvindo" o meio, checando o nível de tensão do mesmo, para determinar 
se o meio está livre ou em uso. Caso esteja em uso, as estações esperam um período de tempo, para 
tentar novamente. A diferença está na detecção de colisão : o CSMA envia todo o seu pacote, e depois 
do envio, detecta a colisão, oque implica na necessidade de reenvio de todo o pacote uma vez que a 
detecção só foi feita no final do envio. 
Já o CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Colision Detection) checa por colisões a medida que 
transmite o seu sinal, cancelando o envio assim que ouver uma colisão. Desta maneira, não há 
necessidade de enviar o resto do pacote visto que ja ocorreu uma colisão em algum ponto, que irá 
comprometer o resultado do sinal.
Por que a PDU da camada MAC no padrão IEEE 802.3 deve ter um tamanho mínimo? 5)
Qual o procedimento que uma estação efetua após detectar uma colisão na transmissão de um 
pacote em uma rede local que segue o padrão IEEE 802.3 ?
6)
O procedimento segundo o padrão IEEE 802.3 é a adoção da "Espera Exponencial Truncada".
A espera funciona da seguinte maneira : sempre que o protocolo CSMA/CD detecta uma colisão, é 
aleatorizado um tempo de espera até a próxima tentativa dentro do intervalo [0 ; X] onde X é o limite 
inicial estipulado pelo protocolo. Caso continuem havendo colisões, o protocolo estipula que o valor de 
X deve ser dobrado até que hajam 10 colisões, aumentando a janela de aleatorização do tempo de 
backoff. Após 10 colisões, o limite superior X permanece igual até 16 colisões, onde então a operação é 
abortada sinalizando que a rede está for a do ar. 
Qual é a principal diferença, com relação aos serviços oferecidos (circuito virtual e datagrama), 
entre o nível de rede do modelo OSI e o nível IP na arquitetura TCP/IP? 
7)
A camada de redes do modelo OSI pode implementar um datagrama ou um circuito virtual 
dependendo da necessidade da aplicação. Já o protocolo IP, por ser apenas um protocolo de 
entrega de blocos de uma origem para um destino, trabalha sempre com datagrama, não 
orientado a conexão.
Explique o funcionamento do protocolo IP ao encaminhar pacotes da origem até o destino 
mencionando a função do protocolo ARP. 
8)
Podemos dividir os casos de entrega de pacotes em dois casos :
1 - Origem e destino estão na mesma sub-rede
2 - Origem e destino estão em sub-redes diferentes
Através de cálculos com o prefixo dos IPS de origem e destino, sabe-se se duas máquinas estão na 
mesma sub-rede ou não
Caso 1: ) A máquina de origem checa na sua tabela ARP pelo endereço de destino, caso o 
endereço esteja lá, ela envia para o endereço da subcamada mapeado pelo ip de destino.
Caso contrário, a camada de IP aciona o ARP (Address Resolution Protocol) através de um arp 
request usando o endereço IP de destino. O procolo ARP responderá com um ARP reply contendo 
entre outros dados, o endereco de sub-camada da máquina que mapeia o IP de destino.
Tendo o endereço da sub-camada, a camada de IP pode enfim, solicitar o envio direto para a 
máquina destino.
Caso 2: ) A maquina de origem, após perceber que o destino não esta na mesma sub-rede, procura 
em sua tabela de rotas o endereço IP do roteador de saída para a rede de destino. Uma vez com 
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em sua tabela de rotas o endereço IP do roteador de saída para a rede de destino. Uma vez com 
este IP do roteador, é feito o ARP para resolve-lo em endereço da sub-camada para que a 
máquina de origem possa entregar o pacote ao roteador.
Uma vez que o roteador recebe o pacote, ele vai entrega-lo para o roteador de entrada da 
próxima rede que por sua vez repetirá ou o CASO 1 ou o CASO 2 após checar se o destino está na 
mesma sub-rede que ele.
Explique para que servem as portas utilizadas pelos protocolos TCP e UDP. 9)
Como diferença entre os protocolos TCP e UDP, temos que o UDP é não orientado a conexão 
(datagrama), enquanto o TCP é orientado a conexão (circuito virtual).
As portas são a maneira pela qual uma aplicação sabe quando um pacote que chegou na estação é 
para ela ou não. Uma aplicação TCP é referenciada por uma determinada porta de uma estação 
(sendo IP + Porta). Múltiplas portas podem ser usadas pela mesma aplicação.
Quando falamos em TCP, onde a conexão é feita por circuito virtual, existe uma conexão que é 
identificada por dois pares (IP + PORTA), ligando uma porta de origem em uma estação a uma 
porta de destino em outra estação.
Quais as vantagens e desvantagens que um protocolo de aplicação pode obter ao selecionar o TCP 
ou UDP como seu protocolo de transporte?
10)
O protocolo TCP é orientado a conexão (circuito virtual) logo, garante a entrega confiável, dos 
pacotes ordenados. Como vantagem a aplicação ganha uma entrega garantida de pacotes do 
outro lado, com checagem e retransmissão em caso de erro/falha de envio. 
No caso de downloads de documentos, FTP onde a transmissão precisa de todos os pacotes 
integros, é necessária a implementação de transporte por TCP.
Por outro lado, o protocolo UDP é não orientada a conexão (datagrama), logo não garantindo a 
entrega ordenada dos pacotes e nem corrigindo/retransmitindo erros. Como ganho, ele recebe a 
maior velocidade do envio de dados visto que não haverá retransmissão de pacotes. Aplicações 
como Streaming e imagens em tempo real obtem vantagens nesse protocolo pois a eventual 
perda de pacotes do outro lado é compensada pela não retransmissão em caso de erro, oque 
atrapalharia o envio em tempo real.
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