Aula 03 Redes de Computadores

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CCT0008 – REDES DE COMPUTADORES 
Aula 03: Conceitos Fundamentais em Redes de Computadores 
AULA 03: CONCEITOS FUNDAMENTAIS EM REDES DE COMPUTADORES 
Redes de Computadores 
Objetivos 
O aluno deverá ser capaz de: 
 
• Descrever os fundamentos básicos de comunicação de dados 
• Explicar o conceito de comutação por pacotes e comutação por circuito; 
• Identificar interfaces, protocolos e serviços; 
• Descrever os modos de transmissão; 
• Explicar os fatores técnicos que degradam o desempenho de uma transmissão 
Redes de Computadores 
Arquitetura de Redes de Computadores 
• Uma arquitetura de rede 
- Conjunto de camadas que auxilia o desenvolvimento de protocolos. 
• Anos 70 
- Modelo de referência OSI 
- Inspirou a criação do modelo TCP/IP. 
• OSI 
- Modelo teórico, onde é muito bem definida a função de cada uma das suas 7 camadas. 
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Modelo em Camadas - Analogia 
Redes de Computadores 
Remetente 
Modelo Postal 
Destinatário 
Escrever carta 
Envelopar 
Endereçar 
Entregar no correio 
Remessa postal 
Ler carta 
Abrir envelope 
Ler endereço 
Receber do carteiro 
Recebimento postal 
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OSI – Open System Interconnection 
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Aplicação 
Modelo OSI 
Apresentação 
Sessão 
Transporte 
Rede 
Enlace 
Física 
• Modelo com sete camadas descritivo e muito detalhado. 
• Modelo teórico com a descrição funcional de cada uma 
das camadas. 
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Modelo TCP/IP 
Controle de conexões fim a fim 
Endereçamento de pacotes 
Gerenciamento e uso do canal 
Interação do usuário com o sistema 
Camadas 
Aplicação 
Transporte 
Rede 
Física 
Função da Camada 
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Redes de Computadores 
Modelo TCP/IP 
Camadas 
Aplicação 
Transporte 
Rede 
Física 
Encapsulamento 
Mensagem 
Mensagem 
Cabeçalho de rede 
Cabeçalho de rede Cabeçalho de enlace Quadro 
Pacote 
Segmento Cabeçalho de transporte 
Mensagem 
Mensagem 
Cabeçalho de transporte 
Cabeçalho de transporte 
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OSI e TCP/IP 
Aplicação 
Modelo TCP/IP 
Transporte 
Rede 
Física 
Aplicação 
Modelo OSI 
Apresentação 
Sessão 
Transporte 
Rede 
Enlace 
Física 
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Dois Padrões de Arquitetura? 
• OSI 
criado para garantir que cada camada tivesse uma função bem específica e fundamentada 
desenhado para padronizar as aplicações que iriam trafegar na rede. 
 
• TCP/IP 
desenvolvido utilizando como base o modelo OSI. 
mais enxuto, possui dois protocolos centrais (TCP e IP) 
é o padrão para as redes de computadores. 
 
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Visão Geral da Camada Física 
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A camada física tem a finalidade de receber e transmitir bits através de um 
canal de telecomunicações. 
 
Redes de Computadores 
Visão Geral da Camada de Enlace 
A camada de enlace tem algumas funções que tentam fazer com que o tráfego de dados da camada 
física pareça livre de erros. Para isto a camada realiza: 
 
• Sincronização entre receptor e transmissor 
• Detecção e correção de erros 
• Formatação e segmentação dos dados 
• Gerenciamento de transmissões em uma ou em duas direções simultâneas 
• Controle de acesso a um canal compartilhado 
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Interface 
• Dispositivo físico conectado entre o dispositivo transmissor e o meio de transmissão, 
responsável por desempenhar as funções das camadas física e de enlace. 
• Os dispositivos de interface mais utilizados atualmente são os modems e as placas de rede. 
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Canal 
• Meio a partir do qual trafegam os dados. 
• Num mesmo meio podemos estabelecer vário canais. Exemplo: TV a cabo (vários canais e o 
seu aparelho receptor é responsável por sintonizar um deles). 
• O meio físico pode ser um cabo metálico ou de fibra ótica, pode ainda ser uma onda 
eletromagnética trafegando pelo ar (wireless). 
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Multiplexação 
• Técnica para estabelecer vários canais através de um mesmo meio físico. 
• Amplia a o uso da estrutura física. 
• A divisão de canais pode ser feita em frequência ou por tempo. 
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Multiplexação por Divisão de Tempo - TDM 
TDM
Time Division Multiplexing
Multiplexador Multiplexador
Canal Compartilhado
Para cada dispositivo é 
alocada uma parcela de 
tempo para uso do meio 
físico
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Multiplexação em Frequência - FDM 
FDM
Frequency Division Multiplexing
Multiplexador Multiplexador
Canal Compartilhado
Para cada dispositivo é 
alocada uma frequência 
diferente que é transmitida 
por um mesmo meio físico
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Conceito para Comunicação de Dados 
Modos de transmissão 
• Simplex 
• Half Duplex 
• Full Duplex 
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Modulação 
Modulação
MODEM MODEM
Sinal
Portadora
Si
na
l t
ra
ns
m
itid
o
Sinal
Si
na
l r
ec
eb
id
o
Sinal
+
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Sinal Analógico 
• Onda contínua que varia em função do tempo 
• Possui infinitos estados entre o seu máximo e seu mínimo. 
• Vantagens: não necessita de conversor, a transmissão é fácil. 
Modulação em amplitude
Amplitude
Frequência
Modulação em frequência
Amplitude
Frequência
Modulação em fase
Amplitude
Frequência
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Sinal Digital 
• Onda contínua com apenas dois estados 
- (máximo 1 e mínimo 0 ). 
 
• Vantagens: 
- Maior imunidade a ruídos, 
- Transmissão mais rápida e 
- Processamento direto do sinal recebido. 
Modulação digital
Amplitude
constante
Frequência
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Banda Passante 
• Também chamada de “largura de banda”, é o conjunto de valores de frequência que compõem 
o sinal. 
• Na prática a banda passante é a onda portadora. 
• As características da portadora (frequência, amplitude, modulação e alcance) vão definir a 
capacidade de transmissão de dados no canal (vazão). 
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Central 
Telefônica
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Comutação por Pacotes x Comutação por Circuito 
Comutação por circuito 
• Caracteriza-se por utilizar toda a área de transferência de informação. 
• Uma vez estabelecida a comunicação entre duas pontas, o circuito ficará estabelecido ate uma 
das pontas desligar. Ex: Ligação Telefônica. 
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Redes de Computadores 
Comutação por Pacotes x Comutação por Circuito 
Comutação por pacote 
• O comutador é responsável por enfileirar os 
pacotes, organizar seu envio, aguardar em 
caso de engarrafamento, ou 
congestionamento no circuito.• A internet utiliza o conceito de 
empacotamento nas suas camadas. 
Comutador
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Fatores que Degradam o Desempenho 
• Durante a transmissão e a recepção o sinal pode sofrer algum tipo alteração. 
• Ruído, Atenuação e Eco são fatores que podem degradar a qualidade de uma transmissão 
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Ruído 
• Ruído térmico 
- Também chamado de ruído branco, é provocado pelo atrito dos elétrons nos condutores. 
• Intermodulação 
- Sinais de frequências diferentes no mesmo meio físico. 
• Crosstalk 
- Linha cruzada, é a interferência que ocorre entre condutores próximos que induzem sinais mutuamente. 
- Ruído impulsivo 
- Pulso irregular de fontes externas 
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Atenuação 
• Perda de energia por calor e radiação, degradando a potência de um sinal devido à distância 
percorrida no meio físico. 
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Eco 
• Ocorrem devido à mudança na impedância em uma linha de transmissão, em que parte do sinal é 
refletido e parte transmitido. 
• Quando o receptor recebe o mesmo sinal duas vezes não é possível separar um do outro e a conexão 
fica impedida. 
Obstáculo 
Refletor
Rx Tx
Onda Direta
Onda
Refletida
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Atrasos e Perdas de pacote 
• Como resultado das características das transmissões e dos fatores de degradação podem ocorrer 
Atrasos e Perdas de pacote. 
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Atraso 
• Um pacote, durante uma transmissão, trafega por vários segmento de rede, e pode passar por 
diversos roteadores e por vários tipos de meio de transmissão. Durante este percurso são 
somados os tempos necessários à recepção, à leitura e à retransmissão em todos os pontos 
intermediários. A soma dos tempos se chama atraso. Os atrasos podem ser: 
 
- Atraso de transmissão, 
- Atraso de fila, 
- Atraso de processamento e 
- Atraso de propagação. 
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Perda de Pacote 
• Durante uma transmissão, os comutadores mais complexos organizam filas de pacotes 
recebidos, classifica-os, organiza-os em filas de entrada, processa um a um 
• Essa organização de pacotes de entrada é feita e armazenada num espaço de memória. Caso o 
espaço de memória atinja o seu limite de armazenamento, os próximos pacotes a entrarem 
serão perdidos. 
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