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PROTOCOLOS DE REDES DE COMPUTADORES AULA 1: Protocolos de Redes de Computadores Comunicação – O que é? AULA 2: MODELO OSI • A comunicação pode ocorrer de diferentes formas em diversos ambientes • Estabelecimento de regras, ou protocolos, para comunicação uns com os outros: • Identificar o emissor e o receptor • Acordo sobre o método de comunicação (face-face, telefone, carta, ...) • Linguagem comum • Velocidade e entrega da mensagem • Confirmação de que a mensagem foi recebida • A comunicação entre indivíduos é considerada bem sucedida quando o significado da mensagem recebida é o mesmo da mensagem enviada Protocolos de Redes de Computadores Comunicação – Exemplo de Regras AULA 2: MODELO OSI Protocolos de Redes de Computadores Comunicação – Exemplo de Regras AULA 2: MODELO OSI Protocolos de Redes de Computadores Comunicação – Exemplo de Regras AULA 2: MODELO OSI Protocolos de Redes de Computadores Elementos da Comunicação AULA 2: MODELO OSI • Pessoas se comunicam de vários métodos diferentes • Voz, olhar, sinal com as mãos, ... • Todos os métodos tem três coisas em comum • Há a fonte da mensagem ou emissor • Há um destino para a mensagem ou receptor • Há um canal que consiste do meio físico (mídia) que fornece o caminho sobre o qual a mensagem pode viajar da origem ao destino Protocolos de Redes de Computadores Elementos da Comunicação AULA 2: MODELO OSI • Dispositivos se comunicam exatamente da mesma forma Protocolos de Redes de Computadores Elementos da Comunicação AULA 2: MODELO OSI • Os elementos de uma rede: • Regras (protocolos) – determina como as mensagens são enviadas, direcionadas, recebidas e interpretadas • Mensagens – informações que navegam de um dispositivo a outro • Meio – usado para interconectar os dispositivos e transportar as mensagens de um dispositivos a outro • Dispositivos – trocam mensagens na rede Protocolos de Redes de Computadores Elementos da Comunicação AULA 2: MODELO OSI Protocolos de Redes de Computadores Regras que Governam as Comunicações AULA 2: MODELO OSI Protocolos de Redes de Computadores Regras que Governam as Comunicações AULA 2: MODELO OSI Protocolos de Redes de Computadores Regras que Governam as Comunicações AULA 2: MODELO OSI Protocolos de Redes de Computadores Elementos da Comunicação AULA 2: MODELO OSI • Conjunto de Protocolos: • Produtos de diferentes fabricantes podem trabalhar em conjunto para comunicações eficientes • Se um protocolo não for rigidamente observado por um fabricante específico, seu equipamento ou software pode não ser capaz de se comunicar com sucesso com produtos feitos por outros fabricantes • Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE): • Desenvolve padrões em telecomunicações, tecnologia da informação • Exemplos: 802.3 (Ethernet), 802.11 (WLAN) • Internet Engineering Task Force (IETF) • Padrões para a Internet, RFCs (Request for Comments) • Exemplos: TCP, IP, HTTP, FTP Protocolos de Redes de Computadores Conjunto de Protocolos e Padrões da Industria AULA 2: MODELO OSI • Conjunto de Protocolos: • Produtos de diferentes fabricantes podem trabalhar em conjunto para comunicações eficientes • Se um protocolo não for rigidamente observado por um fabricante específico, seu equipamento ou software pode não ser capaz de se comunicar com sucesso com produtos feitos por outros fabricantes • Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE): • Desenvolve padrões em telecomunicações, tecnologia da informação • Exemplos: 802.3 (Ethernet), 802.11 (WLAN) • Internet Engineering Task Force (IETF) • Padrões para a Internet, RFCs (Request for Comments) • Exemplos: TCP, IP, HTTP, FTP Protocolos de Redes de Computadores Conjunto de Protocolos e Padrões da Industria AULA 2: MODELO OSI Protocolos de Redes de Computadores Interação de Protocolos (entre um servidor web e um navegador) AULA 2: MODELO OSI • Cada protocolo em cada camada da pilha de protocolos trabalha em conjunto para garantir que as mensagens sejam recebidas e entendidas por ambas as partes Protocolos de Redes de Computadores Protocolos de Tecnologia Independente AULA 2: MODELO OSI • Protocolos não dependem de tecnologia específica • Descrevem quais funções são necessárias em uma regra de comunicação, mas não como elas devem ser executadas Protocolos de Redes de Computadores Protocolos de Tecnologia Independente AULA 2: MODELO OSI ISO – International Organization for Standardization Principal entidade de padronização internacional IEC – International electrotechnical Commision ITU-T International Telecomunications Union IEEE – Institute of Electrical and Electronics Engineers Protocolos de Redes de Computadores ARQUITETURA DE REDES DE COMPUTADORES AULA 1: MODELO OSI e TCP/IP Modelo em Camadas – Analogia AULA 2: MODELO OSI Esquema básico da arquitetura • Camadas: Serviço, Protocolos e Interfaces o Serviço: informa “o que” a camada faz, quais suas funções; o Interface: “como acessar” os serviços, quais os parâmetros e quais os resultados esperados; o Protocolos: “de que forma” os serviços são implementados. • Estruturação em camadas (níveis) hierárquicas: o Camadas são processos que se comunicam com seus equivalentes em outro computador, através do protocolo da camada. o A camada "N" se utiliza dos serviços da camada "N-1", através de sua interface. Arquitetura de Redes de Computadores Modelo em Camadas – Analogia AULA 2: MODELO OSI Esquema básico da arquitetura Arquitetura de Redes de Computadores Modelo em Camadas – Analogia AULA 2: MODELO OSI Modelo postal Escrever carta Ler carta Remetente Destinatário Envelopar Abrir envelope Endereçar Ler endereço Entregar no correio Receber do carteiro Remessa postal Recebimento postal Arquitetura de Redes de Computadores Modelo de Referência OSI AULA 2: MODELO OSI • Modelo baseado em camadas; • Modelo de referência para interconexão de Sistemas Abertos e os diversos padrões a ele relacionados foi desenvolvido pela ISO com a finalidade de desenvolver uma base comum de estudos e criou o RM – OSI (Reference Model – Open Systems Interconnection); • RM – OSI não define a arquitetura de uma rede, ele não especifica a exatidão de serviços e protocolos. Ele divide os processos de comunicações em camadas e determina o que cada camada deve fazer; • Desta forma, dois sistemas distintos podem se comunicar desde que obedeçam aos padrões em cada uma das camadas predeterminadas; • O modelo OSI possui 7 camadas. Arquitetura de Redes de Computadores Camadas do Modelo OSI AULA 2: MODELO OSI Aplicação Apresentação Sessão Transporte Rede Enlace Físico Camada 7 Camada 6 Camada 5 Camada 4 Camada 3 Camada 2 Camada 1 Arquitetura de Redes de Computadores Nível Físico AULA 2: MODELO OSI Aplicação Apresentação Sessão Transporte Rede Enlace Físico • Transmissão de bits através de um canal de comunicação. • Características do meio físico e da transmissão do sinal: o Características mecânicas; o Características elétricas; o Características funcionais; o Características procedurais. • Não se preocupa com erros. Arquitetura de Redes de Computadores Nível de Enlace AULA 2: MODELO OSI AplicaçãoApresentação Sessão Transporte Rede Enlace Físico • Detecta e, opcionalmente, corrige erros que ocorram no nível físico. • Transmissão e recepção de quadros (delimitação). • Controle de fluxo. Arquitetura de Redes de Computadores Nível de Rede AULA 2: MODELO OSI Aplicação Apresentação Sessão Transporte Rede Enlace Físico • Roteamento. • Serviços. o Circuito Virtual o Com conexão. o Datagrama o Sem conexão; o Não garante a entrega dos pacotes. Arquitetura de Redes de Computadores Nível de Transporte AULA 2: MODELO OSI Aplicação Apresentação Sessão Transporte Rede Enlace Físico • Fornece uma comunicação fim a fim (com confiabilidade): o Controle de fluxo; o Detecção e recuperação de erros fim a fim. • Segmentação e remontagem de mensagens. Arquitetura de Redes de Computadores Nível de Transporte AULA 2: MODELO OSI Aplicação Apresentação Sessão Transporte Rede Enlace Físico Rede Enlace Físico Rede Enlace Físico Aplicação Apresentação Sessão Transporte Rede Enlace Físico Sistema Final B Aplicação Apresentação Sessão Transporte Rede Enlace Físico Sistema Final A comunicação fim a fim Sistema Intermediário Arquitetura de Redes de Computadores Nível de Sessão AULA 2: MODELO OSI Aplicação Apresentação Sessão Transporte Rede Enlace Físico • Controle de Diálogo o Pontos de sincronização; o Recuperação da sessão em caso de falhas; o Ex: transferência de arquivos. • Controle de Atividade o Cada atividade corresponde a uma tarefa que pode ser interrompida e posteriormente retomada; o Ex: e-mail urgente e normal. Arquitetura de Redes de Computadores Nível de Apresentação AULA 2: MODELO OSI Aplicação Apresentação Sessão Transporte Rede Enlace Físico • Realizar transformação adequadas aos dados, antes de enviar: o Conversão de padrões de terminais e de arquivos; o Compactação de Dados; o Criptografia. Arquitetura de Redes de Computadores Nível de Aplicação AULA 2: MODELO OSI Aplicação Apresentação Sessão Transporte Rede Enlace Físico • Aplicações Específicas. o Transferência de arquivos; o Correio eletrônico; o Login remoto; o Aplicações Multimídias. Arquitetura de Redes de Computadores AULA 3: ARQUITETURA TCP/IP FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Conteúdo Desta Aula ARQUITETURA TCP/IP 1 COMPARAÇÃO OSI X TCP/IP 3 PRÓXIMOS PASSOS CAMADAS TCP/IP 2 ENCAPSULAMENTO DE DADOS 4 TRANSMISSÃO DE DADOS 5 FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Arquitetura TCP/IP • O TCP/IP é um conjunto de protocolos hierárquicos que embasa o funcionamento da Internet e, atualmente, o funcionamento de praticamente todas as redes locais. • A arquitetura TCP/IP, assim como OSI, realiza a divisão de funções do sistema de comunicação em estruturas de camadas, porém, como foi desenvolvida antes do Modelo OSI, camadas não correspondem exatamente às do RMOSI. • Embora não seja o padrão de direito, é o padrão de fato. • Suas normas são gratuitas e podem ser obtidas via internet. AULA 3: ARQUITETURA TCP/IP FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Arquitetura TCP/IP • Dá ênfase na interligação de redes, possivelmente diferentes. • Os sistemas operacionais têm incorporado o TCP/IP. • Desenvolvida pela DARPA – EUA – Defense Advanced Research Projects Agency. • Os padrões são controlados pelo IAB – Internet Architecture Board. • O desenvolvimento dos padrões se dá através de RFCs – Request For Comments. AULA 3: ARQUITETURA TCP/IP FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Arquitetura TCP/IP • A arquitetura da internet (TCP/IP) dá ênfase total à interligação de diferentes tecnologias. • Para que a interligação seja possível é necessário conectar uma máquina entre redes, denominada gateway. AULA 3: ARQUITETURA TCP/IP FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Desenvolvimento TCP / IP AULA 3: ARQUITETURA TCP/IP ARPANET DOD 1969 Telnet 1972 FTP 1973 TCP 1974 IP 1981 TCP / IP Protocol Suite 1982 1965 1970 1975 1980 1985 DNS 1984 FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Arquitetura TCP/IP • Sistema final • Sistema que esteja conectado à inter-rede e execute aplicativos; • Também chamado de host (hospedeiro). • Sistema intermediário (roteador). AULA 3: ARQUITETURA TCP/IP FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Arquitetura TCP/IP • Protocolos fim a fim • Somente necessários nos sistemas finais. • Protocolos hop-by-hop • Usados tanto nos sistemas finais quanto nos sistemas intermediários. AULA 3: ARQUITETURA TCP/IP FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Camadas TCP/IP AULA 3: ARQUITETURA TCP/IP Aplicação Transporte Rede Física FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES TCP/IP – Camada de Aplicação AULA 3: ARQUITETURA TCP/IP • Camada de interação do usuário final com a rede. • O TCP/IP combina todas as questões relacionadas a aplicações em uma camada e presume que esses dados estejam empacotados corretamente para a próxima camada. • Exemplos de protocolos desta camada são: FTP, HTTP, Telnet, SMTP, POP3 e IMAP Aplicação Transporte Rede Física FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES TCP/IP – Camada de Transporte AULA 3: ARQUITETURA TCP/IP Aplicação Transporte Rede Física • Camada de controle fim a fim. Considera apenas a origem e o destino da comunicação, sem se preocupar com os elementos intermediários. • Possui dois protocolos principais: o UDP (User Datagram Protocol) e; o TCP (Transmission Control Protocol). FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES TCP/IP – Camada de Rede AULA 3: ARQUITETURA TCP/IP Aplicação Transporte Rede Física • Também chamada camada Inter-rede, tem como finalidade enviar pacotes da origem de qualquer rede e fazê-los chegar ao destino, independentemente do caminho e das redes que tomem para chegar lá. • O protocolo específico que governa essa camada é chamado Protocolo de Internet (IP). A determinação do melhor caminho e a comutação de pacotes acontecem nessa camada. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES TCP/IP – Camada Física AULA 3: ARQUITETURA TCP/IP Aplicação Transporte Rede Física • É também conhecida como camada Intrarrede, host-rede ou rede de acesso. • É a camada que estabelece o link físico e transfere os bits entre nós da rede. • Inclui detalhes de tecnologia de LAN e WAN e todos os detalhes nas camadas física e de enlace do OSI. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Camadas TCP/IP - Resumo AULA 3: ARQUITETURA TCP/IP Aplicação Transporte Rede Física INTERAÇÃO COM O USUÁRIO FINAL. CONTROLE DAS CONEXÕES FIM A FIM. ENDEREÇAMENTO DE PACOTES. TRANSFERÊNCIA DE BITS ENTRE NÓS. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Pilha de Protocolos da Arquitetura TCP/IP AULA 3: ARQUITETURA TCP/IP ARP RARP TCP UDP S M T P F T P H T T P T E L N E T D N S S N M P T F T P B O O T P B G P R P C ICMP IGMP X.25 PPP Serial UNIX (-) Ethernet Win (-) TokenRing RFC 1577... ATM IP O S P F Aplicação Transporte Inter-rede Intrarrede ou Acesso à RedeFUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Comparação Entre Modelos AULA 3: ARQUITETURA TCP/IP Aplicação Apresentação Sessão Transporte Rede Enlace Físico Arquitetura OSI Aplicação Transporte Intrarrede ou Acesso a Rede Arquitetura Internet Inter-rede ou Rede FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Pacotes de Dados AULA 3: ARQUITETURA TCP/IP Cabeçalho Dados Trailer • São as unidades básicas de comunicações de rede. • Estrutura dos pacotes: o Cabeçalho o Endereço de Origem. o Endereço de destino. o Informações de relógio para sincronização. o Dados o 512 bytes a 4 Kb de dados propriamente ditos. o Trailer o CRC. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Arquitetura TCP/IP – Encapsulamento AULA 3: ARQUITETURA TCP/IP Dados do usuário cabeçalho Aplicação Dados do usuário Dados da Aplicação cabeçalho TCP segmento TCP Dados da Aplicação cabeçalho TCP cabeçalho IP datagrama IP cabeçalho IP cabeçalho Ethernet Trailer Ethernet quadro Ethernet cabeçalho TCP Dados da Aplicação FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Encapsulamento AULA 3: ARQUITETURA TCP/IP Aplicação Transporte Rede Enlace Físico Usuário Aplicação Transporte Rede Enlace Físico Usuário Dados Dados Cabeçalho Pacote (PDU – Protocol Data Unit) FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Encapsulamento AULA 3: ARQUITETURA TCP/IP Aplicação Transporte Rede Enlace Físico Usuário Aplicação Transporte Rede Enlace Físico Usuário Dados Cabeçalho Pacote (PDU – Protocol Data Unit) Dados A FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Encapsulamento AULA 3: ARQUITETURA TCP/IP Aplicação Transporte Rede Enlace Físico Usuário Aplicação Transporte Rede Enlace Físico Usuário Dados A T FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Encapsulamento AULA 3: ARQUITETURA TCP/IP Aplicação Transporte Rede Enlace Físico Usuário Aplicação Transporte Rede Enlace Físico Usuário Dados A T R FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Encapsulamento AULA 3: ARQUITETURA TCP/IP Aplicação Transporte Rede Enlace Físico Usuário Aplicação Transporte Rede Enlace Físico Usuário Dados A T R E E FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Encapsulamento AULA 3: ARQUITETURA TCP/IP Aplicação Transporte Rede Enlace Físico Usuário Aplicação Transporte Rede Enlace Físico Usuário E Dados A T R E F F FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Encapsulamento AULA 3: ARQUITETURA TCP/IP Aplicação Transporte Rede Enlace Físico Usuário Aplicação Transporte Rede Enlace Físico Usuário E Dados A T R E F F .... FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Encapsulamento AULA 3: ARQUITETURA TCP/IP Aplicação Transporte Rede Enlace Físico Usuário Aplicação Transporte Rede Enlace Físico Usuário E Dados A T R E F F FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Desencapsulamento AULA 3: ARQUITETURA TCP/IP Aplicação Transporte Rede Enlace Físico Usuário Aplicação Transporte Rede Enlace Físico Usuário Dados A T R E E FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Desencapsulamento AULA 3: ARQUITETURA TCP/IP Aplicação Transporte Rede Enlace Físico Usuário Aplicação Transporte Rede Enlace Físico Usuário Dados A T R FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Desencapsulamento AULA 3: ARQUITETURA TCP/IP Aplicação Transporte Rede Enlace Físico Usuário Aplicação Transporte Rede Enlace Físico Usuário Dados A T FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Desencapsulamento AULA 3: ARQUITETURA TCP/IP Aplicação Transporte Rede Enlace Físico Usuário Aplicação Transporte Rede Enlace Físico Usuário Dados A FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Desencapsulamento AULA 3: ARQUITETURA TCP/IP Aplicação Transporte Rede Enlace Físico Usuário Aplicação Transporte Rede Enlace Físico Usuário Dados FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Desencapsulamento AULA 3: ARQUITETURA TCP/IP Aplicação Transporte Rede Enlace Físico Usuário Aplicação Transporte Rede Enlace Físico Usuário Dados A T R E E Dados A T R E E Protocolo da Camada FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Transmissão de Dados AULA 3: ARQUITETURA TCP/IP Rede Enlace Físico Rede Enlace Físico Aplicação Apresentação Sessão Transporte Rede Enlace Físico Computador B Aplicação Apresentação Sessão Transporte Rede Enlace Físico Computador A comunicação fim a fim Caminho percorrido pelos dados do usuário