Rede de computadores - Aula 2 - Introdução

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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MG
Redes de computadores
Fevereiro de 2014
Felipe Atourassap (faspmg@gmail.com)
Arquitetura de rede de computadores
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Estruturada em um conjunto de camadas hierárquicas
Chamada de camadas ou níveis
Pensado como um programa
Implementado por hardware ou software
Comunica com o processo correspondente na outra máquina
É formada por níveis, interfaces e protocolos
Protocolos
Conjuntos de regras e formatos (semântica e sintaxe) através dos quais informações são trocadas entre as entidades de nível N
Curso:Sistemas de informação
Disciplina:Redes de computadores
Professor:Felipe Atourassap
Arquitetura de rede de computadores
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Nome, conjunto de funções e serviços, e o protocolo variam de acordo com a arquitetura
Inicialmente cada empresa criava sua própria arquitetura
Arquiteturas proprietárias (IBM, Novel, etc)
Parques compostos por diferentes fornecedores
Arquitetura única – aberta e pública
Com isso a ISO desenvolve um padrão chamado de Modelo de referência OSI (Open Systems Interconnection)
Voltado para redes de longa distância mas funciona para redes locais
Arquitetura Internet – baseia-se nos protocolos TCP/IP 
Conhecido como Modelo de Referência TCP/IP
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Arquitetura de redes de computadores
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Curso:Sistemas de informação
Disciplina:Redes de computadores
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Emissor escreve a carta, coloca em um envelope e coloca na caixa de correio
A carta é recolhida por um carteiro que a entrega no posto mais próximo
A carta é classificada pelo correio e adicionado algum tipo de transporte
O receptor pega o envelope na caixa de correio, abre e lê
A carta é classificada e enviada ao receptor
A carta é entregue ao posto local dos correios pelo agente de transporte
Camada superior
Camada intermediária
Camada inferior
Arquitetura de redes de computadores
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Modelos de referência
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Modelo OSI
Protocolos desse modelo raramente são utilizados nos dias de hoje
Modelo TCP/IP
Modelo propriamente dito não é muito utilizado, mas os protocolos tem amplo uso
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Modelos de referência Open Systems Interconnect (OSI)
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Expansão das redes locais
Falta de compatibilidades
Objetivos de sistema aberto
Interoperabilidade
Capacidade que os sistemas abertos possuem de troca de informações entre seus componentes, mesmo que sejam fornecidos por fabricantes diversos (exemplo: Disquete, CD, DVD).
Interconectividade
É a maneira através da qual se pode conectar computadores de fabricantes distintos (por uma rede)
Portabilidade da aplicação
Escalabilidade
Desde computadores pessoais até supercomputadores
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Modelos de referência Open Systems Interconnect (OSI)
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Somente pares se comunicam
Apenas a camada física tem uma comunicação direta
Cada camada usa os serviços da camada inferior
As camadas inferiores = nível de hardware
As camadas superiores = nível de usuário
Todas as camadas utilizam protocolos de algum tipo
As camadas são independentes entre si
Alterações em camada não se refletem nas demais
Módulos diferentes podem ser desenvolvidos por equipes e por fabricantes diferentes
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Camada Física
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Única camada que possui acesso físico ao meio de transmissão
Especifica: 
O conector, níveis de tensão, dimensões físicas, características mecânicas e elétricas
Se a transmissão será half-duplex ou full-duplex
Como a conexão será estabelecida e desfeita
Representação de dados é em sequência de bits (0s ou 1s)
Tempo de duração do bit no meio
Sincronização dos bits
Protocolo usa é o Ethernet
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Camada de Enlace
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Responsável:
Pela transmissão e recepção de frames
Criar e reconhecer o limite dos frames
Realizar a conexão entre os protocolos de software e os de hardware
Por detectar e corrigir erros
Controle de fluxo, controle de erros e controle de acesso
Subdividida em 
Logic Link control - LLC 
Media Access Control – MAC mais próxima da camada Física
Define o endereço MAC (endereço físico)
Protocolo: HDLC, X.25, PPP, ISDN e Frame Relay
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Camada de Rede
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A sua função é encaminhar pacotes entre a máquina de origem e a máquina de destino 
Endereçamento lógico
Roteamento dos dados
Realiza o controle de congestionamento
Responsável pela qualidade de serviço
Tem que permitir que redes heterogêneas se comuniquem
Protocolos: IP, IPX, RIP e OSPF
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Camada de Transporte
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Aceitar dados da camada superior, dividi-los e repassar a camada de rede
Assegurar que todos os fragmentos chegaram corretamente a outra extremidade
Tipo de serviço devem ser fornecidos a camada de sessão
Troca de dados fim-a-fim
Nível de transporte do nó origem se comunica com o nível de transporte do nó destino
Funções:
Multiplexação, controle de fluxo, de link e de erros, controle de sequencia fim-a-fim, endereçamento de portas e segmentação 
Protocolos: TCP e UDP
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Camada de Sessão
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Estabelece e encerra os enlaces de comunicação
Principais serviços são:
Gerenciamento de token
Controle de diálogo 
Gerenciamento das atividades
Quem deve transmitir a cada momento
Gerenciamento de símbolos
Impedindo que duas partes tentem executar a mesma operação crítica ao mesmo tempo
Ponto de sincronização 
Realizando a verificação periódica de transmissões “long” para permitir que elas continuem a partir do ponto em que estavam ao ocorrer uma falha
Protocolos: RPC, NFS
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Camada de Apresentação
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Transformação adequada dos dados
Convertidos e garantidos em um formato universal
Antes do envio ao nível de sessão
Criptografia
Compressão de dados
Deve conhecer a sintaxe de seu sistema local
Não se preocupa com os dados a nível de bits
Serviços:
Transformação de dados
Formatação de dados
Seleção de sintaxe e estabelecimento e manutenção de conexões de apresentação
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Camada de Aplicação
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Interfaces entre processos de comunicação de rede e as aplicações utilizadas pelo usuário
Determinar qualidade de serviço aceitável na conexão
Identificação dos futuros parceiros na comunicação
Especificação de aspectos relativos à segurança
Protocolo HTTP
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Transmissão de dados no ambiente OSI
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a
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Quadro ou frame 
Modelo TCP/IP
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Patrocinado pela DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency)
Baseia-se nos serviços fornecidos pelo TCP e IP
Diversas semelhanças com o modelo OSI
Possui 4 camadas
Aplicação 
Transporte
Inter-Rede
Host-rede
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Modelo TCP/IP
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OSI
TCP/IP
Protocolos
Aplicação
Aplicação
FPT, TELNET, SMTP
Apresentação
Sessão
Transporte
Transporte
TCP/UDP
Rede
Inter-rede
IP
Enlace
Host/rede
Ethernet, PPP
Física
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Modelo TCP/IP
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Camada Host/rede
Camada de abstração de hardware
Responsável por enviar os dados para o meio de transmissão
Principal função a interface
do modelo TCP/IP com os diversos tipos de redes 
Ex.: X.25, ATM, FDDI, Ethernet, Token Ring, Frame Relay, PPP e SLIP
Camada de Inter-rede
Responsável pelo endereçamento, roteamento e controle de envio e recepção
Ela não é orientada à conexão
Comunicação por datagramas
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Modelo TCP/IP
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Camada de Transporte
Fim-a-fim
Permitir que as entidades pares dos hosts de origem e de destino mantenham uma conversação
Camada de Aplicação
Podem usar serviços orientados a conexão TCP ou serviços não orientados a conexão UDP
O padrão é estabelecido por cada aplicação
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Comparação entre os modelos
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Ambos baseiam-se no conceito de uma pilha de protocolos independentes
Camadas com funções bem semelhantes
Ambos possuem serviço de transporte fim a fim independente do tipo de rede
			
	Piscitello e Chapim 1993 – diferença entre os modelos
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Comparação entre os modelos
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OSI
Distinção explícita entre conceito de interface, serviços e protocolos, adaptando-se perfeitamente aos conceitos da programação orientada a objetos
Serviço: informa o que a camada faz
Interface: informa como os processo acima dela podem acessá-la
Protocolo: forneça o serviço oferecido
Flexível e genérico
TCP/IP
Desenvolvido com base nos protocolos
Não se adapta a outras pilhas de protocolos
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Crítica ao modelo OSI
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1) Momento ruim
TCP/IP amplamente utilizado
TCP/IP “queridinho” dos acadêmicos
Não dispostos a investir
Modelo OSI não saí do papel
2) Tecnologia ruim
Duas camadas praticamente vazias
Camada de sessão e apresentação
Duas camadas sobrecarregadas
Camadas de enlace e rede
Padrões grandes e complexos para implementar
Duplicidade de funções
Endereçamento, controle de fluxo e controle de erros
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Crítica ao modelo OSI
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3) Implementações ruim
Lentas, pesadas e gigantescas
OSI baixa qualidade
2) Política ruim
Burocratas tentando empurrar um padrão 
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Crítica ao modelo TCP/IP
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1) Não diferencia serviço, interface e protocolo
2) Não é abrangente
Não consegue descrever outras pilhas de protocolo
3) Host/rede
Não é camada é interface entre camada de rede e de enlace
Não faz distinção entre camada física e enlace
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Comparação entre os modelos
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Modelo OSI excepcionalmente útil para redes de computadores
Protocolos OSI jamais conseguiram tornar-se populares
Modelo TCP/IP é praticamente inexistente
Protocolos TCP/IP usados em larga escala
Modelo hibrido
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Camada de aplicação
4
Camada de transporte
3
Camada de rede
2
Camada de enlace
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Camada física
Atividades
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