Redes de Computadores Introducao
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Redes de Computadores Introducao


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suas funções bem definidas:
\u2022 Uma camada superior utiliza a camada inferior através dos serviços que esta
disponibiliza;
\u2022 Uma camada inferior deve fornecer funcionalidades à superior através dos serviços
de sua interface;
\u2022 A maneira como cada serviço é implementado na camada deve ser totalmente
transparente às demais, bem como a sua modificação não deve afetar a maneira
como a interface é utilizada;
A comunicação entre os pares de uma mesma camada em hosts deve obedecer as regras
estabelecidas, que é chamado de protocolo.
Os conjuntos de camadas de protocolos é chamado de arquitetura de rede. A lista de
protocolos usados por um sistema, tendo um protocolo por camada é chamada pilha de
protocolos.
Questões de Projetos relacionados às Camadas
\u2022 Endereçamento: as camadas precisam identificar os transmissores e os
receptores;
\u2022 Transferência de dados: o projeto deve definir o fluxo de transmissão, se será em
um sentido apenas ou ambos, além da quantidade de canais lógicos por conexão;
\u2022 Controle de erros: há muitas formas de controle de erros, portanto é necessário
saber quais deles utilizar e quando utilizar;
\u2022 Ordem de entrega: os protocolos precisam ter regras quanto à ordem em que os
pacotes são entregues, principalmente quando entregues fora de ordem;
\u2022 Controle de fluxo: visa impedir que um transmissor muito rápido inunde um
receptor lento, fazendo com que pacotes sejam perdidos;
Tipos de conexões de serviços
Serviço Exemplo
Fluxo de mensagens confiável Seqüência de páginas
Fluxo de bytes confiável Logon remoto
Conexão não confiável Voz digitalizada
Datagrama não confiável Lixo de correio eletrônico
Datagrama confirmado Correspondência registrada
Solicitação/Resposta Consulta a banco de dados
Primitivas de serviço
É o conjunto de operações que especificam determinado serviço. Exemplos de primitivas
são: listen, connect, receive, send, disconnect.
Modelos de Referência
Modelo OSI (Open Systems Interconnection)
Este modelo foi desenvolvido pela ISO e possui 7 camadas. Esse valor foi definido de acordo
com as seguintes regras:
\u2022 Uma camada deve ser criada onde houver necessidade adicional de abstração;
\u2022 Uma camada deve executar uma função bem definida;
\u2022 A função de cada camada deve se basear em definições de protocolos padronizados
internacionalmente;
\u2022 Os limites devem ser escolhidos para minimizar o fluxo pelas interfaces;
\u2022 O número de camadas deve ser grande o bastante para que funções distintas
fiquem agrupadas e pequena o suficiente para que não dificulte sua implementação;
O modelo OSI não é uma arquitetura, pois não especifica os serviços e protocolos, apenas o
que cada camada deve fazer.
A camada física faz a transmissão dos bits brutos através de um canal de comunicação.
Devem ser especificados como representar os bits (voltagem), sua duração e se a
transmissão pode ou não ser nos dois sentidos.
A camada de enlace de dados tem por finalidade transformar um canal bruto em um
canal livre de erros de transmissão não detectados para a camada de rede. O transmissor
divide as mensagens em quadros de transmissão, transmitindo-os sequencialmente. Se o
serviço for confiável, o receptor envia quadros de confirmação de volta quando da recepção
correta. Essa camada controla também o fluxo de transmissão. Existe uma sub-camada
para controlar o acesso a um canal compartilhado.
A camada de rede cuida da operação da sub-rede. Cabe a ela determinar como os
pacotes são roteados da origem ao destino (rotas). As rotas podem ser estáticas,
determinadas no início da conversação ou dinâmicas. O controle de congestionamento
também cabe à camada de rede. É função também garantir que pacotes sejam entregues
quando as redes forem incompatíveis. Nas redes de difusão o problema de roteamente é
simples.
A camada de transporte recebe os dados da camada superior, dividindo-os em unidades
menores e repassando à camada de rede. Ela deve assegurar que os fragmentos chegarão
corretamente do outro lado. Deve isolar as camadas superiores das mudanças de hardware.
Ela determina o tipo de serviço a ser fornecido ao usuário (com conexão ou não). É uma
camada fim a fim, ou seja, conecta a origem ao destino.
A camada de sessão permite a usuários de diferentes máquinas estabelecer sessões
entre eles, realizado o controle de diálogo (vez de transmitir), gerenciamento de token
(impedir que duas partes tentem executar a mesma operação crítica) e sincronização (para
permitir a continuação de onde parou após uma falha).
A camada de apresentação se preocupa com a sintaxe e a semântica das informações
(representação de dados, estruturas de dados, codificação a ser utilizada, etc.).
A camada de aplicação contém os protocolos necessários pelos usuários, como o HTTP,
FTP, etc.
Modelo TCP/IP
Foi desenvolvida para a ARPANET e possui 4 camadas.
A camada inter-redes premite que hosts injetem pacotes em qualquer rede e que estes
cheguem ao destino. O protocolo utilizado aqui é o IP. Sua função é muito parecida com a
camada de rede do OSI.
A camada de transporte tem a mesma função da camada de transporte do OSI (garantir
a comunicação fim a fim). Possui dois protocolos: o TCP (conexão confiável) e o UDP (sem
conexão e não confiável).
A camada de aplicação contém os protocolos de nível mais alto (HTTP, FTP, SMTP, etc.).
A camada host/rede tem que tornar possível entregar pacotes IP através de algum
protocolo.
Arquitetura da Internet
Redes orientadas a conexões
X.25 e Frame Relay
X.25 foi a primeira rede pública de dados (década de 1970). O computador fazia uma
chamada telefônica para se conectar com o host remoto. Esta conexão recebia um número
de conexão (permite várias conexões ao mesmo tempo). Os pacotes possuiam cabeçalho de
3 bytes e até 128 bytes de dados. No cabeçalho haviam 12 bits para o número de conexão,
número de seqüência do pacote, número de confirmação e outros bits variados.
Na década de 1980 foi substituída pelo Frame Relay, que é orientado à conexões sem
controle de erros ou fluxo. Muito utilizada para interconexão de LANs.
ATM
É orientado à conexões, onde antes do envio dos dados é necessário o envio de um pacote
para configuração do circuito virtual. A medida que o pedido de conexão vai percorrendo a
rede, os intermediários vão reservando recursos para a conexão. ATM admite circuitos
virtuais permanentes. Os pacotes têm 53 bytes, 5 de cabeçalho e 48 de dados.
5 48
Cabeçalho Dados
São organizados como WANs tradicionais, com linhas e roteadores, podendo variar entre
155 e 622 Mbps. 155 foi escolhida para transmissão de imagens de TV em alta definição e
622 para permitir 4 canais de 155. Possui 3 camadas.
A camada física trata de questões como voltagem e sincronização dos bits. O ATM afirma
que as células podem ser enviadas sozinhas por um fio de cobre ou fibra ótica ou ainda
como carga útil de outros sistemas de operadoras. Foi projetado para ser independente do
meio de transmissão.
A camada ATM trata do layout e o significado dos campos das células; trata do início e
término da conexão e também o controle de congestionamento.
A camada AAL (ATM Adaptation Layer) é responsável por fornecer a interface entre a
camada ATM e a aplicação (usuário), permitindo que dados maiores que as células sejam
enviados.
As camadas física e AAL possuem duas sub-camadas, a inferior executa o trabalho e a
superior oferece a interface apropriada.
O modelo ATM é tridimensional, fornecendo o plano do usuário, que trata do transporte
dos dados, fluxo e correção de erros; e o plano de controle, que se relaciona com o
gerenciamento de conexões.
Ethernet
É a mais popular das LANs. Utiliza-se de cabos com até 2,5Km (repetidores a cada 500
metros). Um cabo com vários hosts conectados a ele é chamado de cabo multiponto.
Antes de uma estação transmitir ela escuta o canal para verificar