Aula 1 - Introdução

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Redes de Computadores 
Prof. Me. Anderson Bessa da Costa 
 
 
 
Introdução 
Roteiro 
n  Introdução 
n  Usos de Redes de Computadores 
n  Hardware de Rede 
n  Software de Rede 
n  Modelos de Referência 
n  Exemplos de Rede 
n  Padronização de Redes 
n  Unidades Métricas 
Roteiro 
n  Introdução 
n  Usos de Redes de Computadores 
n  Hardware de Rede 
n  Software de Rede 
n  Modelos de Referência 
n  Exemplos de Rede 
n  Padronização de Redes 
n  Unidades Métricas 
Introdução 
Século XVIII – Revolução Industrial 
Século XIX – Máquinas a Vapor 
Século XX – Revolução Digital 
Roteiro 
n  Introdução 
n  Usos de Redes de Computadores 
n  Hardware de Rede 
n  Software de Rede 
n  Modelos de Referência 
n  Exemplos de Rede 
n  Padronização de Redes 
n  Unidades Métricas 
Uso de Redes de Computadores 
Usos para redes de computadores: 
n  Aplicações Comerciais 
n  Aplicações Domésticas 
n  Usuários Móveis 
n  Questões Sociais 
Aplicações Comerciais 
Aplicações Comerciais 
Aplicações Comerciais 
Aplicações Comerciais 
Uma rede com dois clientes e um servidor. 
Aplicações Comerciais 
n  O modelo cliente servidor envolve: 
Aplicações Domésticas 
•  Acesso a informações remotas 
•  Comunicação pessoa-para-pessoa 
•  Entretenimento Interativo 
•  Comércio Eletrônico (e-commerce) 
Aplicações Domésticas 
n  In peer-to-peer system there are no 
fixed clients and servers. 
Em um sistema não-hierárquico não existem clientes e servidores fixos 
Aplicações Domésticas 
n  O verdadeiro boom da comunicação não 
hierárquica foi em 2000 com o Napster: 
n  50 milhões de fãs de música trocando 
todos os tipos de músicas; 
Fechado em 2001! 
Arquitetura do Napster 
Aplicações Domésticas 
n  Criado em 2001; 
n  Diferentemente do Napster, Kazaa 
utilizava um sistema descentralizado; 
n  Usuários do Kazaa contatam uns aos 
outros diretamente; 
Arquitetura do Kazaa 
Usuários Móveis 
n  Combinação de redes de sem fio e 
computação móvel 
Sem fio Móvel Aplicações 
Não Não C o m p u t a d o r e s c o m 
desktop em escritórios 
Não Sim Um notebook usado em 
um quarto de hotel 
Sim Não Redes em edifícios mais 
antigos que não dispõem 
de fiação 
Sim Sim Escritório portátil; PDA 
para registrar o estoque 
de uma loja 
Usuários Móveis 
“Uma área de aplicação bem diferente para redes sem 
fio é a fusão esperada de telefones celulares e PDAs, 
transformando-os em minúsculos computadores sem 
fio” 
 
“Uma de suas esperanças é usar PDAs sem fio em 
transações bancárias e compras. Uma idéia é usar os 
PDAs sem fio como uma espécie de carteira eletrônica” 
Usuários Móveis 
“A IBM desenvolveu um relógio que executa Linux 
(incluindo o sistemas de janelas X11) e que tem 
conectividade sem fio para Internet, a fim de enviar e 
receber correios eletrônicos.” 
Questões Sociais 
“O FBI instalou um sistema em muitos 
provedores de serviços da Internet para 
bisbilhotar todas as mensagens de correio 
eletrônico de entrada e saída, em busca 
de fragmentos de interesse para a 
instituição (Blaze e Bellovin, 2000; Sobe, 
2001; e Zacks, 2001)” 
Roteiro 
n  Introdução 
n  Usos de Redes de Computadores 
n  Hardware de Rede 
n  Software de Rede 
n  Modelos de Referência 
n  Exemplos de Rede 
n  Padronização de Redes 
n  Unidades Métricas 
Hardware de Rede 
•  Redes Locais 
•  Redes Metropolitanas 
•  Redes Geograficamente Distribuídas 
•  Redes sem fio 
•  Redes Domésticas 
•  Inter-redes 
Hardware de Rede 
n  Não existe nenhuma taxonomia de 
aceitação geral na qual todas as redes 
d e c ompu t ado r e s p o s s am s e r 
classificadas. Duas dimensões se 
destacam das demais: 
n  Tecnologia de transmissão; 
n  Escala; 
Redes Broadcast 
n  T i po s de t e cno l og i a s de 
transmissão 
•  Links de broadcast 
•  Links ponto-a-ponto 
Redes Broadcast 
n  Classificação da interconexão de processos 
por escala 
Redes Locais - Local Area 
Networks (LAN) 
n  D u a s r e d e s d e 
broadcast: 
n  (a) Bus 
n  (b) Ring 
R e d e s M e t r o p o l i t a n a s – 
Metropolitan Area Network (MAN) 
n  Antigos sistemas de antenas comunitárias usadas em 
áreas com fraca recepção de sinal de televisão pelo 
ar; 
n  Uma grande antena era colocada no alto de colina 
próxima e o sinal era então conduzido até a casa dos 
assinantes; 
n  Posteriormente, as empresas começaram a entrar no 
negócio; 
R e d e s M e t r o p o l i t a n a s – 
Metropolitan Area Network (MAN) 
n  Internet atraindo cada vez mais 
pessoas .. 
n  Redes de TV a Cabo não queriam ficar de 
fora dessa; 
n  Nesse momento, o sistema de TV a 
cabo começou a transformar, passando 
de uma formad e distribuição de 
televisão para uma rede metropolitana; 
R e d e s M e t r o p o l i t a n a s – 
Metropolitan Area Network (MAN) 
n  Uma rede metropolitana baseado em TV a cabo; 
Redes Geograficamente Distribuídas 
– Wide Area Network (WAN) 
n  Relation between hosts on LANs and 
the subnet. 
Sub-rede consiste em dois componentes 
distintos: 
•  Linhas de transmissão; 
•  Elementos de Comutação; 
Redes Geograficamente Distribuídas 
– Wide Area Network (WAN) 
n  A stream of packets from sender to 
receiver. 
Redes Sem Fio 
n  Categorias de redes sem fio: 
n  Sistemas interconectados; 
n  LANs sem fio; 
n  WANS sem fio; 
Redes Sem Fio 
n  (a) Configuração Bluetooth 
n  (b) Wireless LAN 
Redes Sem Fio 
n  (a) Computadores móveis individuais 
n  (b) A LAN “voadora” 
C a t e g o r i a s d e R e d e s 
Domésticas 
n  Computadores (desktops, laptops, 
impressoras compartilhadas); 
n  Entretenimento (TV, Bluray, MP3); 
n  Telecomunicações (telefones, fax ..); 
n  Telemetria (medidor de consumo de 
serviços de utilidade pública, alarme de 
fumaça, termostato ..); 
Roteiro 
n  Introdução 
n  Usos de Redes de Computadores 
n  Hardware de Rede 
n  Software de Rede 
n  Modelos de Referência 
n  Exemplos de Rede 
n  Padronização de Redes 
n  Unidades Métricas 
Software de Rede 
n  Hierarquia de Protocolos 
n  Problemas de design nas camadas; 
n  Serviços Orientados a Conexão e Não 
Orientados a Conexão; 
n  Primitivas dos Serviços; 
n  A relação dos serviços e protocolos; 
Hierarquia de Protocolos 
n  Para reduzir a complexidade do projeto 
a maioria das redes é organizada como 
uma pilha de camadas ou níveis; 
n  O número, nome, conteúdo e função 
variam de uma rede para outra; 
n  Objetivo comum: oferecer determinados 
serviços às camadas superiores; 
Hierarquia de Protocolos 
n  Camadas, protocolos e interfaces 
O arquitetura filósofo-tradutor-secretária 
Hierarquia de Protocolos (3) 
n  Exemplo de fluxo de informação 
suportando comunicação virtual na 
camada 5. 
Problema de design para as 
camadas 
•  Endereçamento 
•  Como ident i f icar os transmissores e 
receptores? 
 
•  Controle de Erro 
•  Comunicação física não é perfeita .. O que 
fazer? 
 
Problema de design para as 
camadas 
•  Fluxo de Controle 
•  Como impedir que um transmissor rápido 
envie uma quantidade excessiva de 
dados a um receptor mais lento? 
•  Multiplexação 
•  Conexão isolada para cada par de 
processos de comunicação? 
 
Problemas de design para as 
camadas 
n  Roteamento 
n  Quando houver vários caminhos entre 
origem e destino, uma rota deverá ser 
escolhida; 
n  Londres -> Roma 
n  Melhor ir por França ou Alemanha? 
Serviços Orientados a Conexão e 
Não Orientados a Conexão 
Seis diferentestipos de serviços 
Primitivas de Serviço 
Cinco serviços primitivos para implementar um simples 
serviço orientado a conexão 
Primitivas de Serviço (2) 
n  Pacotes enviados em uma interação 
simples cliente-servidor em uma rede 
orientada a conexão; 
Serviços e Protocolos 
n  A relação entre serviço e protocolo; 
Roteiro 
n  Introdução 
n  Usos de Redes de Computadores 
n  Hardware de Rede 
n  Software de Rede 
n  Modelos de Referência 
n  Exemplos de Rede 
n  Padronização de Redes 
n  Unidades Métricas 
Modelo de Referência 
•  O modelo de referência OSI; 
•  O modelo de referência TCP/IP; 
•  Uma comparação de OSI e TCP/IP; 
•  Uma crítica ao modelo OSI e Protocolos; 
•  Uma crítica ao modelo de referência TCP/IP; 
Modelo de Referência 
n  O mode lo OSI (Open Sys tems 
Interconnection) foi criado pela ISO. 
n  Trata de interconexão de sistemas abertos 
– ou seja, sistemas que estão abertos à 
comunicação com outros sistemas; 
O modelo 
d e 
referência 
OSI. 
Modelo de Referência (2) 
Modelo de Referência 
n  Camada Física: 
n  Trata da transmissão de bits brutos por um 
canal de comunicação; 
n  Camada de Enlace de Dados: 
n  Transforma um canal de transmissão bruto 
em uma linha que pareça livre de erros de 
transmissão não detectados para a camada 
de rede; 
Modelo de Referência 
n  Camada de Rede: 
n  Controla operação da sub-rede; 
n  Determina a maneira como os pacotes são 
roteados da origem até o destino; 
n  Camada de Transporte: 
n  Aceita dados da camada acima dela, divide-os em 
unidades menores caso necessário; 
n  Assegura que todos os fragmentos chegarão 
corretamente à outra extremidade; 
Modelo de Referência 
n  Camada de sessão: 
n  Permite que os usuários de diferentes 
máquinas estabeleçam sessões entre eles; 
n  Camada de apresentação: 
n  Está relacionada à sintaxe e semântica das 
informações transmitidas; 
Modelo de Referência 
n  Camada de Aplicação: 
n  Contém uma sér ie de protoco los 
comumentes necessários para os usuários; 
n  HTTP por exemplo; 
Modelo de Referência (3) 
n  Protocols and networks in the TCP/IP 
model initially. 
Comparação de OSI com TCP/IP 
n  Conceitos centrais do modelo 
OSI; 
•  Serviços; 
•  Interface; 
•  Protocolos; 
Uma crítica ao modelo OSI e 
protocolos 
n  Por que o modelo OSI não dominou o 
mundo? 
n  Momento ruim; 
n  Tecnologia ruim; 
n  Implementação ruim; 
n  Políticas ruim; 
Momento ruim 
n  O apocalipse de dois elefantes (David 
Clark, M.I.T.); 
Modelo de referência TCP/IP 
n  Problemas: 
n  Serviço, interface, e protocolos não são distinguidos; 
n  Não é um modelo genérico; 
n  “Camada” host-para-rede não é realmente uma 
camada; 
n  Não menção das camadas físicas e de enlace; 
n  Protocolos menores altamente amarrados, dificil de 
serem reproduzidos; 
Modelo Híbrido 
n  Modelo de referência híbrido que será 
utilizado ao longo do curso (adotado 
pelo Tanenbaum) 
Exemplos de Redes 
•  A internet 
•  Redes Orientadas a Conexões: 
 X.25, Frame Relay e ATM 
•  Ethernet 
•  Wireless LANs: 802:11 
ARPANET 
n  Tudo tem início no final da década de 
50 .. 
n  Auge da Guerra Fria; 
“Queremos uma rede de controle e 
comando capaz de sobreviver a uma 
guerra nuclear!” 
ARPANET 
n  Problema: 
n  Até então todas as 
c o m u n i c a ç õ e s 
militares passavam 
p e l a r e d e d e 
telefonia pública 
ARPANET 
n  (a) Estrutura do sistema de telefone; 
n  (b) Sistema distribuído de comutação proposto por 
Baran; 
ARPANET 
n  O projeto foi apresentado à AT&T (que 
dominava o sistema telefônico); 
n  Foi recusado por pretensão; 
n  Disputa entre o Exército, Marinha e 
Aeronáutica .. Criação da ARPA 
(Advanced Research Projects Agency); 
ARPANET (2) 
n  O design original da ARPANET; 
(a) Dezembro 1969 (b) Julho 1970. 
(c) Março 1971. (d) Abril 1972. (e) Setembro 1972. 
NSFNET 
n  Final de 70 .. 
n  O impacto positivo da ARPANET era 
i n v e j á v e l ( p e s q u i s a c i e n t í f i c a , 
colaboração ..); 
n  ARPANET 
n  Só pode pertencer a rede quem tem 
contrato com o Departamento de Defesa 
dos Estados Unidos; 
NSFNET 
n  NSFNET (National Science Foundation): 
n  Desenvolver uma sucessora para a 
ARPANET aberta a todos os grupos de 
pesquisa universitário; 
n  Início da Internet .. 
NSFNET 
n  O backbone em 1988. 
Internet 
n  Aplicações tradicionais (1970 – 1990) 
n  E-mail 
n  Notícias 
n  Login remoto 
n  Transferência de arquivos 
Arquitetura da Internet 
ATM (Asynchronous Transfer 
Mode) 
n  Projetado no início da década de 1990. 
n  Prometia resolver todos os problemas 
de redes e telecomunicações do 
mundo: 
n  Voz, dados, televisão a cabo, telex, 
telégrafo, pombo-correio, latas conectadas 
por barbante, sinais de fumaça em um 
ÚNICO SISTEMA INTEGRADO; 
ATM (Asynchronous Transfer 
Mode) 
n  Não vingou .. 
n  P rob l emas seme lhan te s aos que 
aconteceram com OSI; 
n  Momento; 
n  Tecnologia; 
n  Implementação; 
n  Política ruim; 
Circuitos Virtuais ATM 
Circuitos Virtuais ATM (2) 
n  Uma célula ATM 
O Modelo de Referência ATM 
n  As camadas, subcamadas da ATM e suas 
funções 
Ethernet 
n  Architecture of the original Ethernet. 
Wireless LANs 
n  (a) Redes sem fio com uma estação base 
n  (b) Rede ad hoc 
Wireless LANs (2) 
n  O alcance de um único radio pode não cobrir o 
sistema por inteiro; 
Wireless LANs (3) 
n  Uma rede multicélula 802.11. 
Roteiro 
n  Introdução 
n  Usos de Redes de Computadores 
n  Hardware de Rede 
n  Software de Rede 
n  Modelos de Referência 
n  Exemplos de Rede 
n  Padronização de Redes 
n  Unidades Métricas 
Padronização de Redes 
•  Quem é quem no mundo das telecomunicações? 
•  ITU (International Telecommunication Union) 
•  Quem é quem no mundo dos padrões internacionais? 
n  ISO (International Standards Organization) 
n  ANSI (American National Standards Institute) 
n  IEEE (Institute of Eletricaland Eletronics Engineering) 
•  Quem é quem no mundo dos padrões da Internet? 
•  IAB (Internet Activities Board) 
•  RFCs 
ITU 
•  Principais setores 
•  Radiocomunicação 
•  Padronização das Telecomunicações 
•  Desenvolvimento 
•  Classes de Membros 
•  Governos 
•  Membros do Setor 
•  Associados 
•  Agências Regulatórias 
IEEE 802 Padrões 
Os trabalhos de grupo do 802. Os importantes são 
marcados por *. Aqueles marcados por â estão 
hibernando. Aqueles marcados com † foram 
abandonados. 
Roteiro 
n  Introdução 
n  Usos de Redes de Computadores 
n  Hardware de Rede 
n  Software de Rede 
n  Modelos de Referência 
n  Exemplos de Rede 
n  Padronização de Redes 
n  Unidades Métricas 
Unidades Métricas 
n  Os principais prefixos métricos