Redes de computadores
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em camadas
(layers) diferentes.
Vantagens
A escolha na utilização de pequenas células, representa ao compromisso entre a necessidade de troca dados com um
overhead e um delay mais reduzido tendo assim uma excelente eficácia na utilização da largura de banda disponível.
Este tipo de rede funciona com uma largura de banda relativamente alta. Um exemplo de utilização, é onde existem
pacotes de voz e vídeo a circular numa rede e onde se quer um delay muito baixo.
As vantagens de utilizar células de tamanho fixo passam por:
\u2022\u2022 Uma variação do delay muito baixa ou nula.
\u2022\u2022 Uma sincronização de células mais eficiente.
\u2022\u2022 Excelente para a utilização pelo mecanismo de routing.
A utilização de células de 53 bytes passa por um acordo existente entre:
\u2022\u2022 Europeus queriam células de 32 bytes com header.
\u2022\u2022 Americanos desejavam células de 64 bytes com header.
\u2022\u2022 Então o compromisso ficou por exemplo, 48 bytes com 5 bytes de header: i.e., (32bytes + 64bytes) / 2 = 48 bytes
mais 5 bytes de header.
Layers
O funcionamento do modelo ATM, ocorre de duas formas, uma para o user-to-network interface (UNI), outra para
network-to-node interface (NNI) e estão divididos em 3 layers.
1.1. ATM Adaptation Layer (AAL)
2.2. ATM Layer
3.3. Physical Layer
1. O Interface AAL, é o layer responsável por fazer repassar "células" vindas de layers superiores para layers
inferiores. Quando isto ocorre o AAL segmenta os dados em "células" ATM e quando faz o processo contrário,
quando recebe dados de layers inferiores, então o Layer ATM volta a re-assembelar os dados num formato que os
layers superiores consigam compreender. Este processo é chamado de SAR, segmentation and reassembly.
2. O ATM layer é responsável por repassar "células" para o Physical Layer para fazer transmissão e vice versa.
Determina para onde é que as ligações recebidas deverão ser encaminhadas, faz reset dos identificadores de
ligação e reencaminha os dados para o link seguinte. Controla também diversos funções de gestão de tráfego,
como por exemplo, marcação de células de baixa prioridade, indicadores de congestionamento, controlos
genéricos de fluxos de dados. Controla igualmente a velocidade de transmissão de dados.
Camada de rede 23
Camada de rede
A camada de rede é o núcleo de toda a hierarquia de protocolos e integra toda a arquitetura da rede. Sua função é
permitir transferência de dados da máquina de origem e à máquina de destino, independente das redes físicas em uso
no momento. O destino pode ser outra rede e muitas vezes, para chegar ao destino, pode exigir vários hops (saltos)
em roteadores intermediários ao longo do percurso.
Para atingir seus objetivos, a camada de rede deve conhecer a topologia da sub-rede de comunicações (ou seja, o
conjunto de todos os roteadores) e escolher os caminhos mais apropriados através dela. A camada de rede também
deve ter o cuidado de escolher rotas que evitem sobrecarregar algumas das linhas de comunicação e roteadores
enquanto deixam outras ociosas. Por fim, quando a origem e o destino estão em redes diferentes, ocorrem novos
problemas, e cabe à camada de rede lidar com eles
Protocolos da camada de rede: IP (Internet Protocol ), ICMP (Internet Control Message Protocol), ARP (Address
Resolution Protocol) e RARP (Reverse Address Resolution Protocol). Um papel essencial do protocolo IP é receber
os dados enviados pela camada de transporte e enviá-los para a camada de enlace, o protocolo ARP é responsável
por fazer a conversão entre os endereços IPs e os endereços MAC da rede, e o protocolo RARP faz o processo
reverso do ARP.
Protocolo IP
Os endereços físicos ( MAC) das placas de rede podem ser utilizados para comunicar-se com outras máquinas na
própria rede, mas não além desta, pois o protocolo utilizado na camada física as limita. Para que distintas redes
locais com tecnologias diferentes possam se comunicar é que foi criado o protocolo IP. Ou seja, este protocolo serve
para abstrair os protocolos das camadas superiores (transporte e aplicação) da rede em que se encontram, tratando
várias redes interconectadas como apenas uma.
Para conectar somente duas redes locais, normalmente um computador com duas placas de rede já basta. Este
computador é comumente chamado de bridge[1], pois faz uma "ponte" entre as duas redes locais. Porém quando se
deseja interligar várias LANs, o equipamento mais usado é um computador dedicado chamado roteador, cuja função
principal é receber pacotes endereçados a redes diferentes da que estão e colocá-los na rede que esteja mais próxima
de seu destino.
O endereço IP
O endereço IP é um número de 32 bits[2], comumente exibido como octetos na base decimal (veja Conversão de base
numérica) separados por pontos, dividido em um prefixo que identifica a rede onde está conectada a máquina e um
sufixo que identifica cada máquina individualmente em sua rede. O endereço IP completo (prefixo da rede + sufixo
da máquina) tem de ser único em todas as sub-redes que componham a rede maior.
Para melhorar o controle e o gerenciamento, os gestores dividiram os endereços IP na Internet em diversas classes[3]
com diferentes fronteiras entre o endereço da rede e o da máquina. Assim, cada rede, dependendo do número de
máquinas que possuir, recebe um prefixo para as classes A, B ou C e gerencia o sufixo de forma que os endereços
não se repitam, podendo também subdividir um sufixo em um novo endereço de sub-rede, caso esta passe a existir.
Protocolo IP 24
Classe 8 16 24 31
A Prefixo Sufixo
B Prefixo Sufixo
C Prefixo Sufixo
D Multicast
E Reservado para experimentação
Portanto o espaço de endereçamento na internet é dividido da seguinte forma:
Classe Faixa de valores
(primeiro octeto)
Número de
endereços
de rede
Número de
máquinas
em cada rede
A 0 ~ 127 128 16.777.216
B 128 ~ 191 16.384[4] 65.536
C 192 ~ 223 2.097.152 256
D 224 ~ 239 - -
E 240 ~ 255 ? ?
Este sistema de classes facilita o roteamento, pois dependendo da faixa em que se encontrar o primeiro octeto do
endereço, se sabe quantos bits dele se referem a rede e quantos a máquina. Porém tira versatilidade do sistema.
Fica-se limitado a 3 tamanhos de redes: grande (classe C), muito grande (classe B) ou exagerada (classe A).
Conforme a internet crescia, se fez necessária a subdivisão dos espaços de endereçamento, para poder acomodar
mais redes de menor tamanho. Então foi criado o CIDR (Classeless Interdomain Routing), que possibilita a
utilização de qualquer número de bits para rede, devendo este número ser informado em um netmask.
Máscaras de rede (endereçamento sem classe)
Netmask é a forma de se informar ao sistema operacional qual parte do endereço é referente à rede e qual é referente
à máquina. Ele é formado com 1 na porção da rede do endereço e 0 na porção da máquina[5]. Geralmente o netmask
é escrito com o mesmo formato de um endereço IP (bits separados em octetos escritos na base decimal), mesmo não
sendo o endereço.
Por exemplo, um netmask para uma rede de classe C é 255.255.255.0, já que apenas o último octeto dos endereços
classe C são referentes à rede, os demais estão totalmente preenchidos por 1 pois (255)10=(11111111)2.
Os administradores frequentemente precisam subdividir o espaço de endereçamento recebido para a internet. Por
exemplo: Suponha ter recebido um endereço de classe C 200.131.56 e precise separar o espaço para 4 sub-redes.
Assim sendo, deve-se separar mais dois bits do último octeto para identificar as redes (00, 01, 10 e 11) e o netmask
teria (11000000)2 no último octeto; assim o netmask seria 255.255.255.192. Todos os endereços se iniciariam por
200.131.56, e teriam para o último octeto o seguinte:
Protocolo IP 25
Sub-rede De Até
1ª (00000000)2 = (0)10 (00111111)2 = (63)10
2ª 01000000)2 = (64)10 (01111111)2 = (127)10
3ª (10000000)2 = (128)10 (10111111)2 = (191)10
4ª (11000000)2 = (192)10 (11111111)2 = (255)10