Redes UnP Aula 2

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REDES DE	COMPUTADORES
UnP – Universidade Potiguar
Engenharia de	Computação
Prof.	Ricardo	Moreira	(ricardomoreira@unp.br)
Sinal e	Informação,	Banda	Passante,	Modulação,	
Multiplexação e	RM-OSI
Transmissão da Informação
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¨ Informação	e	Sinal
¤ A transmissão da informação através de sistemas de
comunicação pressupõe a passagem de sinais através
dos meios físicos de comunicação que compõem as
redes
¤ O processo de comunicação envolve a transmissão da
informação de um ponto a outro através de uma
sucessão de processos
¤ Sinais nada mais são do que ondas que se propagam
através de algum meio físico
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Transmitindo	sinais
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¨ Freqüência
¤ é uma grandeza física ondulatória que indica o número de ocorrências
de um evento (ciclos, voltas, oscilações, etc) em um determinado
intervalo de tempo.
¤ Ao medir o tempo decorrido para uma oscilação. Este tempo em
particular recebe o nome de período (T). Desse modo, a frequência é o
inverso do período.
¤ A unidade de tempo que podemos considerar é o segundo
¤ A unidade da freqüência é dada em Hertz (Hz), que significa número
de ciclos por segundo
Definição de	Frequência - IEEE
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¨ O	IEEE	define	uma	freqüência	como	“número	completo	de	
variações	dos	ciclos	de	uma	senoide por	unidade	de	tempo”
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Faixas de	Frequência
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¨ Divisão da banda de	frequência
Os	termos	Analógico	e	Digital
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¨ Computadores	são	equipamentos	que	armazenam,	
processam	e	codificam	informações	em	bits
¤ Os	bits	correspondem	a	dois	níveis	discretos	de	tensão	ou	corrente,	
representando	os	valores	lógicos	“0”	ou	“1”
¤ Chama-se	este	tipo	de	informação	de	digital
¨ Uma	onda	sonora	é	uma	informação	analógica
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Modulação do	Sinal
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¨ É um processo no qual certas características de uma onda,
denominada portadora, são modificadas segundo uma
função modulante
¤ Três formas genéricas de modulação: por amplitude (AM), por
freqüência (FM) e por fase (PM).
¨ O	MODEM	(MOdulador	/	DEModulador)
¤ Transmite	informações	digitais	em	ondas	analógicas
Comunicações de	Londa Distância –
Coneito
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¨ Uma corrente elétrica não pode ser propagada a uma distância arbitrária
sobre fio de cobre porque a corrente se torna mais fraca enquanto “viaja”.
¨ perda de sinal – tal perda ocorre porque a resistência no fio faz com que
pequenas quantidades da energia elétrica sejam convertidas em calor.
¨ Um sinal oscilatório contínuo se propagará mais longe do que outros
sinais.
¨ Para enviar dados, um transmissor modifica ligeiramente a portadora, tais
modificações são chamadas demodulação.
¨ O uso de uma onda portadora modulada para comunicação de longa
distância não se originou com as redes de computadores – foi projetada
para uso com telefone, rádio e televisão.
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Comunicações de	Londa Distância –
Coneito
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Sinal Portadora
Sinal Modulante
Sinal Modulado
na Amplitude
Sinal Modulado
na Frequência
Frequências e	Multiplexação da
Portadora
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¨ “Dois ou mais sinais que usam freqüências de portadora
diferentes podem ser transmitidos sobre um único meio
simultaneamente sem interferência”. Exemplo: TV a Cabo
¨ AMultiplexação – é o termo técnico aplicado a um sistema
de rede que utiliza freqüências múltiplas de portadora para
permitir que sinais independentes viajem por um meio. A
tecnologia FDM pode ser usada para enviar sinais pelo fio,
RF ou fibra óptica
¨ Existem duas formas básicas de multiplexação
¤ Multiplexação na freqüência (Frequency Division Multiplexing –
FDM)
¤ Multiplexação no tempo (Time Division Multiplexing – TDM)
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¨ Exemplo:
¤ A televisão a cabo ilustra que o princípio se aplica a
muitos sinais que viajam através de um fio. Embora
um assinante de TV a cabo tenha somente um fio
físico que o conecta à companhia de TV a cabo, o
assinante recebe muitos canais de informação
simultaneamente. O sinal de um canal não interfere
no de outro, possibilitando assistir a um show no canal
6 sem receber nenhuma interferência dos sinais dos
canais 5 e 7.
Multiplexação da Portadora
Banda	Base	e	Banda	Larga
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¨ Banda base é frequentemente utilizada para a
transmissão digital de dados, um único canal utiliza
a largura de banda total disponível.
¨ Banda larga pode apresentar diferentes
significados em diferentes contextos, mas quando
este termo se refere a um canal de comunicação
este por sua vez indica que o mesmo possui algum
tipo de multiplexação.
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Conceito	de	Protocolo	de	Rede
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• PROTOCOLOS DEFINEM OS FORMATOS, A ORDEM
DAS MSGS ENVIADAS E RECEBIDAS PELAS
ENTIDADES DE REDE E AS AÇÕES A SEREM
TOMADAS NA TRANSMISSÃO E RECEPÇÃO DE
MENSAGENS. Exemplo do “Protocolo Humano”
Por	que	
protocolos	são	
necessários?
• Um	conjunto	de	regras	que	especifica	o	formato	das	
mensagens,	e	as	ações	apropriadas	exigidas	para	
cada	mensagem
O	que	são	
protocolos	de	
redes?
• Em	vez	de	terem	um	protocolo	único	e	gigante	que	
especifica	detalhes	completos	para	todas	as	formas	
possíveis	de	comunicação,	os	projetistas	um	protocolo	
separado	para	cada	uma	destas	partes
• Torna	cada	protocolo	muito	mais	fácil	de	se	projetar,	
analisar,	implementar	e	testar
Por	que	temos	
tantos	protocolos	
de	redes?
Conceito	de	Protocolo	de	Rede	–
Protocolo	Humano
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Projeto	de	Protocolos
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• Sim!	Você	pode	desenvolver	uma	aplicação	de	
rede	que	funcione	na	Internet
• Mas,	como	fazer	com	que	minha	
aplicação/protocolo	troque	informações	com	
outras	aplicações/protocolo?	Tenho	que	prever	
tudo	em	minha	aplicação?
Posso	desenvolver	
o	meu	próprio	
protocolo	de	
rede?
• Foram	desenvolvidas	varias	ferramentas	para	
ajudar	os	projetistas	de	protocolos	a	entender	
as	subpartes do	problema	de	comunicação	e	
planejar	um	conjunto	de	protocolos	inteiro
• Uma	das	ferramentas	mais	importantes	é	
chamada	de	modelo	em	camadas	(layering
model)
Um	plano	para	
Projeto	de	
Protocolo
RM-OSI
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¨ Na década de 70 o crescimento e desenvolvimento
de sistema em redes de computadores
apresentava uma heterogeneidade de padrões
entre fabricantes que impossibilitava a
interconexão destes sistemas.
¨ A constatação deste problema levou os fabricantes
a trabalharem no sentido de implementar sistemas
abertos. Para isso alguns objetivos deveriam ser
observados.
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RM-OSI
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¨ Objetivos de um Sistema Aberto
¤ Interoperabilidade: Capacidade que os sistemas abertos
possuem de troca de informações entre eles, mesmo que
sejam fornecidos por fabricantes diferentes;
¤ Interconectividade: É a maneira por meio da qual se pode
conectar computadores de fabricantes distintos;
¤ Scalability: Capacidade de um software rodar com uma
performance aceitável em computadores de capacidades
diversas, desde computadores pessoais até
supercomputadores.
RM-OSI	– Reference Model for	Open	
Systems	Interconection
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¨ A International Organization Standardization – ISO,
criou um padrão de arquitetura aberta e baseada
em camadas para atingir os objetivos de um
sistema aberto.
¨ Foi então definido o Modelo de Referência para
Interconexão de Sistemas Abertos (Reference
Model for Open Systems Interconection – RM-OSI)
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Vantagens de	um	Sistema Aberto
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¨ Liberdade de escolha entre soluções de fabricantes
diferentes;
¨ Acesso mais rápido a novas tecnologias / redução
de custo (+ barato produzir produtos baseados em
plataforma padrão);
¨ Sistemas de aplicação são portáteis para vários
tipos de máquinas, logo menor investimento em
novos HW.
OSI	- Open	System	Interconnection
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¨ O Modelo RM-OSI é baseado em sete camadas. A Figura
abaixo ilustra a organização hierárquica do modelo OSI.
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RM-OSI	– Características
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¨ Cada	camada	de	um	computador	se	comunica	indiretamentecom	a	camada	semelhante	no	
outro	computador,	através	de	conexões	virtuais.
¨ Apenas	a	camada	1	(física)	tem	uma	comunicação	direta	real	com	a	camada	correspondente	
do	outro	computador.
¨ Cada	camada	usa	os	serviços	da	camada	inferior.
¨ Cada	camada	oferece	serviços	para	a	camada	superior.
¨ As	camadas	de	nível	mais	baixo	estão	mais	próximas	do	hardware.	As	camadas	de	nível	mais	
alto	estão	mais	próximas	do	usuário.
¨ Todas	as	camadas	utilizam	protocolos	de	algum	tipo,	sempre	adequados	ao	tipo	de	função	
que	realizam.
¨ As	camadas	são	independentes	entre	si.	Alterações	em	uma	camada	não	se	refletem	nas	
demais.	Módulos	diferentes	podem	ser	desenvolvidos	por	equipes	e	por	fabricantes	
diferentes.
Camadas Hierárquicas
¨ Uma	camada	(N)	sabe	apenas	
que	existe:
¤ A	camada	(N-1)	que	lhe	
presta	serviços;
¤ A	camada	(N+1)	que	lhe	
requisita	serviços.
¨ A	camada	(N)	não	toma	
conhecimento	da	camada	
(N±2),	(N±3),	(N±4),	etc.
¨ Desta	forma	uma	camada	
pode	ser	alterada	sem	mudar	
as	demais	(facilidade	de	
manutenção),	desde	que	os	
serviços	que	ela	presta	não	
sejam	modificados.
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Estrutura do	RM-OSI
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Transmissão	de	dados	no	RM-OSI	
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¨ A camada N recebe seus dados, encapsula e coloca seu cabeçalho, depois
encaminha esse pacote para a camada inferior e assim sucessivamente,
até chegar na camada física que transmite o pacote com todos os
cabeçalhos. No receptor, ocorre o inverso
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Modelo de	Referência OSI	– As	7	
Camadas
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1ª	- Camada	Física	(Physical Layer)	
• Esta camada especifica detalhes físicos como níveis de tensão,
modulação, conectores, distâncias máximas que os cabos podem
utilizar. Não existe preocupação com o significado dos dados, nem
com os endereços, CRCs e outros valores. Dispositivos que operam
no nível 1 tratam de bits individuais, sem ter preocupação com o
byte ao qual pertencem e qual é o seu significado. O Hub é um
dispositivo de rede que opera exclusivamente na camada 1.
Simplesmente repete os sinais recebidos para todas as portas, sem
levar em conta o seu significado. Os transceptores (transmissores e
receptores) existentes na placa de rede são circuitos que
pertencem à camada 1.
Modelo de	Referência OSI	– As	7	
Camadas
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2ª	- Camada	de	Link	de	Dados	(Data	link	layer)
• Também chamada de camada de enlace, esta
camada é responsável pela transmissão e recepção
de frames (quadros), que são conjuntos de dados
acompanhados de informações de endereçamento
e correção de erros. Esta camada é responsável por
detectar e corrigir erros. Controla os dados no
buffer do receptor fazendo uma sincronização para
que o buffer do receptor não fique cheio.
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Modelo	de	Referência	OSI	– As	7	
Camadas
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3ª	- Camada	de	Rede	(Network	Layer)
• Controla a operação da sub-rede, determinando
a maneira como os pacotes são roteados da
origem até o destino (Roteadores). Estas por sua
vez podem ser: tabelas estáticas e ou dinâmicas
(determinadas no início de casa conversação).
Também é feita aqui a compatibilização das
diferentes redes (rede local e a Internet).
Modelo de	Referênica OSI	– As	7	
Camadas
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4ª	- Camada de	Transporte (Transport layer)
• As camadas 5, 6 e 7 operam em alto nível, e são totalmente
independentes da rede. As camadas 1, 2 e 3 estão vinculadas à rede e
aos dispositivos de rede. A camada 4 faz a interface entre esses dois
grupos. Esta camada leva em conta que vários processos diferentes
podem estar utilizando a rede simultaneamente. Por exemplo,
podemos usar simultaneamente um navegador e um programa de
correio eletrônico, ou ainda ter várias janelas abertas no navegador,
todas recebendo dados. Fornece os mecanismos para que cada fluxo
de dados chegue ao processo correto. Receber os dados da camada
superior, dividi-los em unidades menores caso necessário e assegurar
que todos os fraguimentos chegarão ao destino.
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Modelo de	Referência OSI	– As	7	
Camadas
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5ª	- Camada de	Sessão
• É encarregada do gerenciamento do fluxo de
dados. É responsável por exemplo por
recomeçar uma transmissão do ponto onde
parou, caso seja interrompida. Também define
se um aplicativo pode enviar e receber dados ou
se opera em uma única direção. Pode suspender
o fluxo de dados e reiniciar posteriormente.
Modelo de	Referência OSI	– As	7	
Camadas
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6ª	- Camada	de	Apresentação		(Presentation layer)
• Esta camada está relacionada à sintaxe e à
semântica das informações transmitidas. Para
tornar possível a comunicação entre computadores
com diferentes representações de dados
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Modelo de	Referência OSI	– As	7	
Camadas
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7ª	- Camada de	Aplicação (Application	layer)
• É	a	porta	de	entrada	para	a	rede	ou	o	sistema	
de	comunicação,	da	forma	como	é	vista	pelos	
aplicativos	que	usam	este	sistema.	Em	outras	
palavras,	fornece	um	conjunto	de	protocolos	
para	serem	usadas	pelos	aplicativos	que	
operam	sobre	o	modelo	OSI.	Um	protocolo	
amplamente	utilizado	é	o	HTTP.