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DisciplinaDisciplina: : Comunicação de Dados IV Arquiteturas de Redes de Computadores Profa. Débora Christina Muchaluat Saade deborams@telecom.uff.br Arquiteturas deArquiteturas de Redes de ComputadoresRedes de Computadores Profa. Débora Christina Muchaluat SaadeProfa. Débora Christina Muchaluat Saade deboramsdeborams@telecom.@telecom.uffuff..brbr Departamento de Engenharia de Telecomunicações Departamento de Engenharia de Telecomunicações -- UFFUFF Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 2 Arquitetura de RedeArquitetura de Rede �� Conjunto de convenções para interconexão de Conjunto de convenções para interconexão de equipamentosequipamentos �� Número, nome, conjunto de funções e serviços e o Número, nome, conjunto de funções e serviços e o protocolo de cada nível definem uma arquitetura protocolo de cada nível definem uma arquitetura de redede rede �� Há algum tempo os grandes fabricantes Há algum tempo os grandes fabricantes desenvolveram soluções desenvolveram soluções proprietáriasproprietárias para a para a interconexão de seus equipamentosinterconexão de seus equipamentos •• IBM IBM -- System Network Architecture (SNA)System Network Architecture (SNA) •• DEC DEC -- Digital Network Architecture (DNA)Digital Network Architecture (DNA) Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 3 Arquitetura em Camadas (ou Níveis)Arquitetura em Camadas (ou Níveis) �� Princípio do “Dividir para Conquistar”Princípio do “Dividir para Conquistar” �� Facilidade de modificação e validaçãoFacilidade de modificação e validação �� Projetar uma rede como um conjunto Projetar uma rede como um conjunto hierárquico de camadashierárquico de camadas •• cada nível utiliza os cada nível utiliza os serviçosserviços oferecidos pelo oferecidos pelo nível imediatamente inferiornível imediatamente inferior para implementar para implementar e oferecer os seus e oferecer os seus serviçosserviços ao ao nível nível imediatamente superiorimediatamente superior •• o projeto de um nível está restrito a um o projeto de um nível está restrito a um contexto específico e supõe que os problemas contexto específico e supõe que os problemas fora deste contexto já estejam devidamente fora deste contexto já estejam devidamente resolvidosresolvidos Camada 1Camada 1 Camada 2Camada 2 Camada 3Camada 3 ...... Camada nCamada n Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 4 Níveis, Protocolos e InterfacesNíveis, Protocolos e Interfaces Sistema A Sistema B Interface 1/2 Interface 2/3 Interface 3/4 Nível 1 Nível 1 Interface 1/2 Interface 2/3 Interface 3/4 Protocolo de Nível 3 Protocolo de Nível 2 Protocolo de Nível 1 Nível 2 Nível 2 Nível 3 Nível 3 Nível 4 Nível 4Protocolo de Nível 4 Interface n-1/n Protocolo de Nível n-1Nível n-1 Nível n-1 Nível n Nível nProtocolo de Nível n Interface n-1/n ... ... Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 5 Padronização Padronização -- VantagensVantagens �� Preservação de investimentosPreservação de investimentos •• segurança de continuidadesegurança de continuidade •• segurança de integração com tecnologias emergentessegurança de integração com tecnologias emergentes �� Maior número de fabricantesMaior número de fabricantes •• menor preçomenor preço •• maior qualidademaior qualidade •• maior competitividademaior competitividade Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 6 Padrões de Arquiteturas de RedesPadrões de Arquiteturas de Redes �� Modelo de Referência OSIModelo de Referência OSI �� Arquitetura IEEE 802Arquitetura IEEE 802 �� Arquitetura TCP/IP (Internet)Arquitetura TCP/IP (Internet) Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 7 Organizações Internacionais de Padronização Organizações Internacionais de Padronização Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 8 ANSI X3T9.5 (FDDI) TIA Telecommunications Industries Association (RS-232 ) ISA Instrument Society of America (PROWAY) SME Society of Manufacturers Engineers (MAP & TOP) ISO/IEC Joint Technical Committees 1 (JTC 1) on Information Technology ANSI American National Standards Institute ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas DIN Deutsches Institut for Normung BSI British Standards Institute ETSI European Telecommunications Standards Institute ECMA European Computer Manufacturers Association (ECMA-80 ) Companies and Nat. Org. (Cambridge Ring) ... ... IEEE Institute of Electrical and Eletronics Engineers (IEEE 802) ... Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 9 Elaboração de Padrões ISOElaboração de Padrões ISO �� Organização nacional submete proposta inicial, Organização nacional submete proposta inicial, denominada denominada WD (Working Document)WD (Working Document) �� É formado um WG que gera um É formado um WG que gera um DP (Draft DP (Draft Proposal)Proposal), o DP é divulgado para análise e votação, o DP é divulgado para análise e votação �� Se o DP for aprovado, transformaSe o DP for aprovado, transforma--se em um se em um DIS DIS (Draft International Standard) (Draft International Standard) que é divulgado que é divulgado para novo período de análise e votaçãopara novo período de análise e votação �� Se o DIS for aprovado se torna um Se o DIS for aprovado se torna um IS IS (International Standard)(International Standard) Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 10 ITU (International Telecommunication Union)ITU (International Telecommunication Union) �� Organização intergovernamental responsável pela Organização intergovernamental responsável pela coordenação, desenvolvimento, regulamentação e coordenação, desenvolvimento, regulamentação e padronização das telecomunicações, assim como padronização das telecomunicações, assim como organização de eventos regionais e mundiaisorganização de eventos regionais e mundiais �� Dividido em três setoresDividido em três setores •• ITUITU--R R -- Radiocommunication SectorRadiocommunication Sector •• ITUITU--T T -- Telecommunication Standardization Sector Telecommunication Standardization Sector •• ITUITU--D D -- Telecommunication Development SectorTelecommunication Development Sector Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 11 Modelo de Referência OSI Modelo de Referência OSI Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 12 Modelo de Referência OSIModelo de Referência OSI �� Necessidade de padrões para interconexão de Necessidade de padrões para interconexão de sistemas heterogêneossistemas heterogêneos �� Modelo de referência para interconexão de Modelo de referência para interconexão de sistemas abertossistemas abertos �� Definição da estrutura básica para o Definição da estrutura básica para o desenvolvimento coordenado de padrõesdesenvolvimento coordenado de padrões ISO 7498 Reference Model for Open Systems Interconnection RM-OSI/ISO ISO 7498ISO 7498 Reference Model for Open Systems InterconnectionReference Model for Open Systems Interconnection RMRM--OSI/ISOOSI/ISO Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 13 Modelo de Referência OSIModelo de Referência OSI �� O modelo de referência OSI concentraO modelo de referência OSI concentra--se apenas se apenas na questão de interconexão de sistemasna questão de interconexão de sistemas •• transferência de informação (transmissão)transferência de informação (transmissão) •• interoperabilidade (ex. representação de dados, interoperabilidade (ex. representação de dados, integridade, segurança, etc.)integridade, segurança, etc.) �� O modelo de referência OSI O modelo de referência OSI não especificanão especifica implementação, tecnologia, interconexão de implementação, tecnologia, interconexão de sistemas particularessistemas particularesComunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 14 Modelo de Referência OSIModelo de Referência OSI �� Open System InterconectionOpen System Interconection �� ISO ISO (International Organization for (International Organization for Standardization)Standardization) �� ITU ITU (International Telecommunication Union)(International Telecommunication Union) •• ITUITU--T T -- Telecommunication Standardization SectorTelecommunication Standardization Sector �� Sete camadas funcionaisSete camadas funcionais Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 15 Camadas do Modelo OSICamadas do Modelo OSI Camada 7 Camada 6 Camada 5 Camada 4 Camada 3 Camada 2 Camada 1 FísicoFísico EnlaceEnlace RedeRede TransporteTransporte SessãoSessão ApresentaçãoApresentação AplicaçãoAplicação Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 16 Modelo de Referência OSIModelo de Referência OSI �� Estrutura em camadas permite o desenvolvimento Estrutura em camadas permite o desenvolvimento simultâneo e independente de padrõessimultâneo e independente de padrões �� Interfaces bem definidas permitem que mudanças Interfaces bem definidas permitem que mudanças no padrão que define uma camada não afetem as no padrão que define uma camada não afetem as demaisdemais �� O RMO RM--OSI é complementado com padrões que OSI é complementado com padrões que especificam o protocolo e o serviço de cada especificam o protocolo e o serviço de cada camadacamada Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 17 Serviços OSIServiços OSI Um serviço representa um conjunto de funções oferecidas a um usuário por um provedor (ou fornecedor), acessado através de um SAP. Um serviço representa umUm serviço representa um conjunto de funções oferecidasconjunto de funções oferecidas a um usuário por um a um usuário por um provedor (ou fornecedor),provedor (ou fornecedor), acessado através de um SAP.acessado através de um SAP. Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 18 Provedores e Usuários de ServiçosProvedores e Usuários de Serviços Provedor doProvedor do Serviço NServiço N usuário do serviço (N) usuário do serviço (N) pontos de acesso ao serviço (N) Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 19 Provedores e Usuários de ServiçosProvedores e Usuários de Serviços usuário do serviço (N) usuário do serviço (N) provedor do serviço (N) pontos de acesso ao serviço (N) entidade da camada (N) entidade da camada (N) protocolo da camada (N) Provedor doProvedor do Serviço (NServiço (N--1)1) pontos de acesso ao serviço (N-1) Camada (N) Camada (N-1) Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 20 Provedores e Usuários de ServiçosProvedores e Usuários de Serviços usuário do serviço (N) usuário do serviço (N) provedor do serviço (N) pontos de acesso ao serviço (N) entidade da camada (N) entidade da camada (N) protocolo da camada (N) pontos de acesso ao serviço (N-1) Camada (N) Camada (N-1) provedor do serviço (N-1) entidade da camada (N-1) entidade da camada (N-1) protocolo da camada (N-1) Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 21 Transmissão de Dados no Modelo OSITransmissão de Dados no Modelo OSI DadosDados A Dados DadosAA DadosAAS DadosAAST DadosAASTR EDadosAASTRE EDadosAASTREF F A Dados DadosAA DadosAAS DadosAAST DadosAASTR EDadosAASTRE EDadosAASTREF F Aplicação Apresentação Sessão Transporte Rede Enlace Físico Usuário Transmissor Aplicação Apresentação Sessão Transporte Rede Enlace Físico Usuário Receptor Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 22 •SDU: Service Data Unit • PCI: Protocol Control Information • PDU: Protocol Data Unit •SDU: Service Data Unit • PCI: Protocol Control Information • PDU: Protocol Data Unit Unidades de InterfaceUnidades de Interface Camada N Camada N-1 (N) SDU PCI (N) PDU (N-1) SDU PCI (N-1) PDU Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 23 Transmissão de Dados no Modelo OSITransmissão de Dados no Modelo OSI DadosDados A Dados DadosAA DadosAAS DadosAAST DadosAASTR EDadosAASTRE EDadosAASTREF F A Dados DadosAA DadosAAS DadosAAST DadosAASTR EDadosAASTRE EDadosAASTREF F Aplicação Apresentação Sessão Transporte Rede Enlace Físico Usuário Transmissor SDU do Nível de Aplicação PDU do Nível de Aplicação SDU do Nível de Apresentação PDU do Nível de Apresentação Aplicação Apresentação Sessão Transporte Rede Enlace Físico Usuário Receptor Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 24 •SDU: Service Data Unit • PCI: Protocol Control Information • PDU: Protocol Data Unit • ICI: Interface Control Information • IDU: Interface Data Unit •SDU: Service Data Unit • PCI: Protocol Control Information • PDU: Protocol Data Unit • ICI: Interface Control Information • IDU: Interface Data Unit Unidades de InterfaceUnidades de Interface ICI IDU Camada N Camada N-1 (N) SDU PCI (N) PDU ICI (N-1) SDU (N-1) SDU PCI (N-1) PDU Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 25 Um para Um (N) PDU (N) SDU(N) PCI Relacionamentos entre PDUs e SDUsRelacionamentos entre PDUs e SDUs Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 26 Segmentação / Remontagem (N) SDU(N) PCI Relacionamentos entre PDUs e SDUsRelacionamentos entre PDUs e SDUs (N) PDU (N) PDU Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 27 Blocagem / Desblocagem (N) SDU(N) PCI Relacionamentos entre PDUs e SDUsRelacionamentos entre PDUs e SDUs (N) SDU(N) PCI (N) PDU Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 28 Serviços OSIServiços OSI �� Os serviços OSI podem ser de 3 tipos: Os serviços OSI podem ser de 3 tipos: •• sem confirmação (unconfirmed)sem confirmação (unconfirmed) •• com confirmação (confirmed)com confirmação (confirmed) •• iniciado pelo provedor (provideriniciado pelo provedor (provider--initiated)initiated) Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 29 Serviço sem ConfirmaçãoServiço sem Confirmação service.REQUEST service.INDICATION T Requesting User Accepting UserSAP SAP Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 30 Serviço com ConfirmaçãoServiço com Confirmação service.REQUEST service.RESPONSE service.INDICATION service.CONFIRMATION T Requesting User Accepting UserSAP SAP Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 31 Serviço Iniciado pelo FornecedorServiço Iniciado pelo Fornecedor T User UserSAP SAP service.INDICATIONservice.INDICATION Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 32 Modos de ComunicaçãoModos de Comunicação �� Orientado a conexãoOrientado a conexão �� Não orientado a conexãoNão orientado a conexão Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 33 Comunicação orientada a conexãoComunicação orientada a conexão �� FasesFases •• estabelecimento da conexãoestabelecimento da conexão •• transmissão da informaçãotransmissão da informação •• encerramento da conexãoencerramento da conexão �� Negociação dos parâmetros e opções que governam a Negociação dos parâmetros e opções que governam a transmissãotransmissão �� Identificador da conexão (redução do overhead de Identificador da conexão (redução do overhead de endereçamento)endereçamento) �� Relacionamento lógico entre as unidades de informaçãoRelacionamento lógico entre as unidades de informação •• seqüenciaçãoseqüenciação •• controle de fluxocontrole de fluxo Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 34 Comunicação não orientada a conexãoComunicação não orientada a conexão �� Transmissão de uma única unidade de dadosTransmissãode uma única unidade de dados �� Toda informação necessária é enviada junto com Toda informação necessária é enviada junto com a unidade de dadosa unidade de dados Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 35 Primitivas de Serviço do Modo Orientado a ConexãoPrimitivas de Serviço do Modo Orientado a Conexão CONNECT.request CONNECT.response CONNECT.indication CONNECT.confirmation Conexão bem sucedidaConexão bem sucedida Usuário UsuárioSAP SAP Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 36 Primitivas de Serviço do Modo Orientado a ConexãoPrimitivas de Serviço do Modo Orientado a Conexão CONNECT.request DISCONNECT.request CONNECT.indication DISCONNECT.indication Conexão rejeitada pelo usuárioConexão rejeitada pelo usuário Usuário UsuárioSAP SAP Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 37 Primitivas de Serviço do Modo Orientado a ConexãoPrimitivas de Serviço do Modo Orientado a Conexão Conexão rejeitada pelo fornecedorConexão rejeitada pelo fornecedor CONNECT.request DISCONNECT.indication Usuário SAP Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 38 Primitivas de Serviço do Modo Orientado a ConexãoPrimitivas de Serviço do Modo Orientado a Conexão DATA.request DATA.indication Transferência de dados normalTransferência de dados normal Usuário UsuárioSAP SAP Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 39 Primitivas de Serviço do Modo Orientado a ConexãoPrimitivas de Serviço do Modo Orientado a Conexão DISCONNECT.request DISCONNECT.request DISCONNECT.indication DISCONNECT.indication Encerramento ordenado solicitado por um usuárioEncerramento ordenado solicitado por um usuário Usuário UsuárioSAP SAP Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 40 Primitivas de Serviço do Modo Orientado a ConexãoPrimitivas de Serviço do Modo Orientado a Conexão DISCONNECT.request DISCONNECT.indication Encerramento abrupto solicitado por um usuárioEncerramento abrupto solicitado por um usuário Usuário UsuárioSAP SAP Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 41 Primitivas de Serviço do Modo Orientado a ConexãoPrimitivas de Serviço do Modo Orientado a Conexão Encerramento abrupto solicitado pelo fornecedorEncerramento abrupto solicitado pelo fornecedor Usuário UsuárioSAP SAP DISCONNECT.indicationDISCONNECT.indication Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 42 Primitivas de Serviço do Modo não Orientado a ConexãoPrimitivas de Serviço do Modo não Orientado a Conexão UNITDATA.request UNITDATA.indication Transferência de dados normalTransferência de dados normal Usuário UsuárioSAP SAP Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 43 Pontos de Acesso (SAPs) AdjacentesPontos de Acesso (SAPs) Adjacentes Um para umUm para um Transmissão em umTransmissão em um SAP de Nível (NSAP de Nível (N--1)1) Transmissão emTransmissão em um SAP do Nível (N)um SAP do Nível (N) Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 44 Pontos de Acesso (SAPs) AdjacentesPontos de Acesso (SAPs) Adjacentes MultiplexaçãoMultiplexação Transmissão em umTransmissão em um SAP do Nível (NSAP do Nível (N--1)1) Transmissões emTransmissões em SAPs distintos doSAPs distintos do Nível (N)Nível (N) Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 45 Pontos de Acesso (SAPs) Adjacentes Pontos de Acesso (SAPs) Adjacentes -- MultiplexaçãoMultiplexação �� Oferecer vários pontos de acesso quando o nível Oferecer vários pontos de acesso quando o nível imediatamente inferior só oferece um único ponto imediatamente inferior só oferece um único ponto de acessode acesso �� Tornar mais eficiente ou mais econômica a Tornar mais eficiente ou mais econômica a utilização dos serviços oferecidos pelo nível utilização dos serviços oferecidos pelo nível imediatamente inferiorimediatamente inferior Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 46 Pontos de Acesso (SAPs) AdjacentesPontos de Acesso (SAPs) Adjacentes SplittingSplitting Transmissões em SAPsTransmissões em SAPs distintos do Nível (Ndistintos do Nível (N--1)1) Transmissão emTransmissão em um SAP do Nível (N)um SAP do Nível (N) Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 47 Pontos de Acesso (SAPs) Adjacentes Pontos de Acesso (SAPs) Adjacentes -- SplittingSplitting �� Melhorar a confiabilidade quando mais de um Melhorar a confiabilidade quando mais de um ponto de acesso no nível imediatamente inferior ponto de acesso no nível imediatamente inferior está disponívelestá disponível �� Oferecer o desempenho desejado quando o nível Oferecer o desempenho desejado quando o nível imediatamente inferior não oferece um ponto de imediatamente inferior não oferece um ponto de acesso com os requisitos de vazão necessáriosacesso com os requisitos de vazão necessários Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 48 Camadas do Modelo OSICamadas do Modelo OSI Camada 7 Camada 6 Camada 5 Camada 4 Camada 3 Camada 2 Camada 1 FísicoFísico EnlaceEnlace RedeRede TransporteTransporte SessãoSessão ApresentaçãoApresentação AplicaçãoAplicação ISIS33 ISIS11 ISIS22 ISIS44 OSIOSI 1 AB2 AB3 AB ES ES A B Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 50 Nível FísicoNível Físico �� Transmissão de bits através de um Transmissão de bits através de um canal de comunicaçãocanal de comunicação �� Características do meio físico e da Características do meio físico e da transmissão do sinaltransmissão do sinal •• características mecânicascaracterísticas mecânicas •• características elétricascaracterísticas elétricas •• características funcionaiscaracterísticas funcionais •• características proceduraiscaracterísticas proceduraisFísicoFísico EnlaceEnlace RedeRede TransporteTransporte SessãoSessão ApresentaçãoApresentação AplicaçãoAplicação F F F F F F ISIS33 ISIS11 F FF ISIS44 OSIOSI Físico F FF ISIS22 1 AB2 AB3 AB ESA Físico ESB Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 52 Nível de EnlaceNível de Enlace �� Detecta e opcionalmente corrige Detecta e opcionalmente corrige erros que por ventura ocorram no erros que por ventura ocorram no nível físiconível físico �� Transmissão e recepção de quadros Transmissão e recepção de quadros (delimitação)(delimitação) �� Se Se optaroptar por corrigirpor corrigir •• correção de errocorreção de erro •• controle de fluxocontrole de fluxoFísicoFísico EnlaceEnlace RedeRede TransporteTransporte SessãoSessão ApresentaçãoApresentação AplicaçãoAplicação E E E F F F ISIS33 E E E F F ISIS11 E EE F FF ISIS44 F OSIOSI 1 AB2 AB3 AB E EE Enlace F FF Físico ISIS22 ESA Enlace Físico ESB E E E F F F ISIS33 E E E F F ISIS11 E EE F FF ISIS44 F OSIOSI 2 AB3 AB E EE Enlace F FF Físico ISIS22 ESA Enlace Físico ESB 1 AB Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 55 Nível de RedeNível de Rede �� RoteamentoRoteamento �� Controle de congestionamentoControle de congestionamento �� ServiçosServiços •• circuito virtualcircuito virtual •• datagramadatagrama FísicoFísico EnlaceEnlace RedeRede TransporteTransporte SessãoSessão ApresentaçãoApresentação AplicaçãoAplicação E R ERRE R F FF ISIS44 E R E R R ER F F F ISIS33 ER E R R E R F F F ISIS11 OSIOSI E R ERRE RRede Enlace F FF Físico ISIS22 1 AB 2 AB3 AB ES Rede Enlace Físico ES A B E R ERRE R F FF ISIS44 E R E R R ER F F F ISIS33 ER E R R E R F F F ISIS11 OSIOSI E R ERRE RRede Enlace FFF Físico ISIS22 1 AB 2 AB3 AB ES Rede Enlace Físico ES A B E R ERRE R F FF ISIS44 E R E R R ER F F F ISIS33 ER E R R E R F F F ISIS11 OSIOSI E R ERRE RRede Enlace F FF Físico ISIS22 1 AB 2 AB 3 AB ES Rede Enlace Físico ES A B E R ERRE R F FF ISIS44 E R E R R ER F F F ISIS33 ER E R R E R F F F ISIS11 OSIOSI E R ERRE RRede Enlace F FF Físico ISIS22 1 AB 2 AB 3 AB ES Rede Enlace Físico ES A B E R ERRE R F FF ISIS44 E R E R R ER F F F ISIS33 ER E R R E R F F F ISIS11 OSIOSI E R ERRE RRede Enlace F FF Físico ISIS22 1 AB 2 AB 3 AB ES Rede Enlace Físico ES A B E R ERRE R F FF ISIS44 E R E R R ER F F F ISIS33 ER E R R E R F F F ISIS11 OSIOSI E R ERRE RRede Enlace F FF Físico ISIS22 1AB 2 AB 3 AB ES Rede Enlace Físico ES A B E R ERRE R F FF ISIS44 E R E R R ER F F F ISIS33 ER E R R E R F F F ISIS11 OSIOSI E R ERRE RRede Enlace F FF Físico ISIS22 1 AB 2 AB 3 AB ES Rede Enlace Físico ES A B E R ERRE R F FF ISIS44 E R E R R ER F F F ISIS33 ER E R R E R F F F ISIS11 OSIOSI E R ERRE RRede Enlace F FF Físico ISIS22 1 AB 2 AB 3 ABESA Rede Enlace Físico ESB Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 64 Nível de TransporteNível de Transporte �� Fornece uma comunicação Fornece uma comunicação fimfim--aa--fimfim verdadeiramente confiávelverdadeiramente confiável •• detecção e recuperação de erros fimdetecção e recuperação de erros fim--aa-- fimfim •• controle de fluxo fimcontrole de fluxo fim--aa--fimfim �� Segmentação e remontagem de Segmentação e remontagem de mensagensmensagens �� Blocagem e desblocagem de Blocagem e desblocagem de mensagensmensagens �� Multiplexação e Splitting de conexõesMultiplexação e Splitting de conexõesFísicoFísico EnlaceEnlace RedeRede TransporteTransporte SessãoSessão ApresentaçãoApresentação AplicaçãoAplicação Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 65 Nível de TransporteNível de Transporte RedeRede EnlaceEnlace FísicoFísico RedeRede EnlaceEnlace FísicoFísico Aplicação Apresentação Sessão Transporte Rede Enlace Físico Host B Aplicação Apresentação Sessão Transporte Rede Enlace Físico Host A comunicação fim-a-fim FísicoFísico EnlaceEnlace RedeRede TransporteTransporte SessãoSessão ApresentaçãoApresentação AplicaçãoAplicação E R ERRE R F FF ISIS44 E R E R R ER F F F ISIS33 ER E R R E R F F F ISIS11 OSIOSI E R ERRE RRede Enlace F FF Físico ISIS22 1 AB 2 AB 3 ABESA Rede Enlace Físico ESB Transporte Transporte E R ERRE R F FF ISIS44 E R E R R ER F F F ISIS33 ER E R R E R F F F ISIS11 OSIOSI E R ERRE RRede Enlace F FF Físico ISIS22 ESA Rede Enlace Físico ESB Transporte Transporte 2AB 1 AB 3 AB E R ERRE R F FF ISIS44 E R E R R ER F F F ISIS33 ER E R R E R F F F ISIS11 OSIOSI E R ERRE RRede Enlace F FF Físico ISIS22 ESA Rede Enlace Físico ESB Transporte Transporte Circuito Virtual Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 69 Nível de SessãoNível de Sessão �� Controle de DiálogoControle de Diálogo •• pontos de sincronizaçãopontos de sincronização •• recuperação da sessão em caso de recuperação da sessão em caso de falhasfalhas �� Gerenciamento de Gerenciamento de TokenToken •• halfhalf--duplex duplex em conexõesem conexões fullfull-- duplexduplex �� Controle de AtividadeControle de Atividade •• agrupamento lógico de diálogosagrupamento lógico de diálogos •• cada atividade corresponde a uma cada atividade corresponde a uma tarefa que pode ser interrompida e tarefa que pode ser interrompida e posteriormente retomadaposteriormente retomada FísicoFísico EnlaceEnlace RedeRede TransporteTransporte SessãoSessão ApresentaçãoApresentação AplicaçãoAplicação E R ERRE R F FF ISIS44 E R E R R ER F F F ISIS33 ER E R R E R F F F ISIS11 OSIOSI E R ERRE RRede Enlace F FF Físico ISIS22 ESA Rede Enlace Físico ESB Transporte Transporte Sessão Sessão Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 71 Nível de ApresentaçãoNível de Apresentação �� Permite a interoperabilidade de Permite a interoperabilidade de sistemas heterogêneossistemas heterogêneos �� Coordena a conversão de dados e Coordena a conversão de dados e suas representaçõessuas representações •• tradução de códigostradução de códigos •• compactação de dadoscompactação de dados •• criptografiacriptografia FísicoFísico EnlaceEnlace RedeRede TransporteTransporte SessãoSessão ApresentaçãoApresentação AplicaçãoAplicação E R ERRE R F FF ISIS44 E R E R R ER F F F ISIS33 ER E R R E R F F F ISIS11 OSIOSI E R ERRE RRede Enlace F FF Físico ISIS22 ESA Rede Enlace Físico ESB Transporte Transporte Sessão Sessão Apresentação Apresentação Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 73 Nível de AplicaçãoNível de Aplicação �� Oferece serviços aos processos de aplicação:Oferece serviços aos processos de aplicação: •• funções de gerenciamentofunções de gerenciamento •• mecanismos genéricos para mecanismos genéricos para construção de aplicações distribuídasconstrução de aplicações distribuídas –– associação entre um ou mais usuários associação entre um ou mais usuários (ACSE)(ACSE) –– chamadas a procedimentos remotos chamadas a procedimentos remotos (ROSE)(ROSE) –– transferência confiável de dados (RTSE)transferência confiável de dados (RTSE) •• mecanismos específicos para mecanismos específicos para construção de aplicações distribuídasconstrução de aplicações distribuídas –– transferência de arquivos (FTAM)transferência de arquivos (FTAM) –– serviço de diretórios (DS)serviço de diretórios (DS) –– Correio eletrônico (MHS)Correio eletrônico (MHS) FísicoFísico EnlaceEnlace RedeRede TransporteTransporte SessãoSessão ApresentaçãoApresentação AplicaçãoAplicação E R ERRE R F FF ISIS44 E R E R R ER F F F ISIS33 ER E R R E R F F F ISIS11 OSIOSI E R ERRE RRede Enlace F FF Físico ISIS22 ESA Rede Enlace Físico ESB Transporte Transporte Sessão Sessão Apresentação Apresentação Aplicação Aplicação Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 75 Perfil FuncionalPerfil Funcional �� Grupos de opções de serviços e protocolos Grupos de opções de serviços e protocolos padronizadospadronizados �� MAP e TOPMAP e TOP •• MAP MAP -- Manufacturing Automation ProtocolsManufacturing Automation Protocols •• TOP TOP -- Technical and Office ProtocolsTechnical and Office Protocols �� GOSIP (Government OSI Profile)GOSIP (Government OSI Profile) �� POSIG (Perfil OSI do Governo Brasileiro)POSIG (Perfil OSI do Governo Brasileiro) Perfis Funcionais MAP e TOPPerfis Funcionais MAP e TOP TOP Token Bus (IEEE 802.4, ISO 8802-4) ISO Internet Conectionless (DIS 8473) MAP CSMA-CD (IEEE 802.3 , ISO 8802-3) LogicalLink Control (IEEE 802.2, ISO 8802-2) ISO Transport Class 4 (ISO 8073) ISO Session (ISO 8372) ISO Presentation (ISO 8823) ISO Internet Conectionless (DIS 8473) X.25 SNDCP (Subnetwork Dependent Convergence Protocol) X.25 SNDCP (Subnetwork Dependent Convergence Protocol) Físico Sessão Aplicação Apresentação Enlace Rede Transporte FTAM (ISO 8571) Directory Services (ISO 9594) MHS ISO (10021), e VT (ISO 9040) MMS (Manufac. Messaging Specification) FTAM ISO (DP 8571) Directory Services (ISO 9594) ISO Transport Class 4 (ISO 8073) ISO Session (ISO 8372) ISO Presentation (ISO 8823) Logical Link Control (IEEE 802.2, ISO 8802-2) Token Ring (IEEE 802.5 , ISO 8802-5) Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 77 Arquitetura IEEE 802 Arquitetura IEEE 802 Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 78 ArquiteturaArquitetura IEEE 802IEEE 802 ISO/IEC Joint Technical Committees 1 (JTC 1) on Information Technology ANSI American National Standards Institute ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas ... ... IEEE Institute of Electrical and Eletronics Engineers IEEE Project 802 Local and Metropolitan Area Networks Standards �� IEEE IEEE -- Institute of Institute of Electrical and Electrical and Electronics EngineersElectronics Engineers �� ConjuntoConjunto de de Padrões Padrões para Redes Locaispara Redes Locais •• LAN LAN –– Local Area Local Area NetworksNetworks •• estações estão estações estão a a poucos poucos quilômetros umasquilômetros umas das das outrasoutras Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 79 ComitêComitê de de PadronizaçãoPadronização do do ProjetoProjeto IEEE 802IEEE 802 Comitê ExecutivoComitê Executivo 802.1 Interligação e Gerência 802.3 CSMA/CD 802.2 LLC 802.4 Token Bus 802.5 Token Ring 802.6 MAN 802.8 Fibra Ótica 802.10 Segurança 802.9 Serviços Integrados 802.11 WLANs -Wireless Local Area Networks 802.12 Demand Priority Access 802.7 Banda Larga 802.15 WPANs - Wireless Personal Area Networks 802.16 WMANs - Broadband Wireless Access 802.17 RPR - Resilient Packet Ring 802.18 Radio Regulatory Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 80 Camadas da Arquitetura IEEE 802Camadas da Arquitetura IEEE 802 Physical LayerPhysical Layer (PHY)(PHY) Medium AccessMedium Access Control (MAC)Control (MAC) Logical LinkLogical Link Control (LLC)Control (LLC) Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 81 �� Transmissão de bits Transmissão de bits através de um meio físicoatravés de um meio físico •• cabo coaxialcabo coaxial •• par trançadopar trançado •• fibra ópticafibra óptica �� Método de codificaçãoMétodo de codificação �� Taxa de TransmissãoTaxa de Transmissão Camada FísicaCamada Física Physical LayerPhysical Layer (PHY)(PHY) Medium AccessMedium Access Control (MAC)Control (MAC) Logical LinkLogical Link Control (LLC)Control (LLC) Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 82 Camada de Controle de Acesso ao MeioCamada de Controle de Acesso ao Meio �� Organização do acesso ao meio Organização do acesso ao meio físico compartilhadofísico compartilhado •• barrabarra •• anelanel •• wirelesswireless �� TécnicasTécnicas •• CSMACSMA--CD (802.3)CD (802.3) •• Token Bus (802.4)Token Bus (802.4) •• Token Ring (802.5)Token Ring (802.5) •• DQDB (802.6)DQDB (802.6) Physical LayerPhysical Layer (PHY)(PHY) Medium AccessMedium Access Control (MAC)Control (MAC) Logical LinkLogical Link Control (LLC)Control (LLC) Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 83 Camada de Controle de Enlace LógicoCamada de Controle de Enlace Lógico �� Independência da camada Independência da camada MACMAC �� LSAPsLSAPs �� MultiplexaçãoMultiplexação �� Controle de erros e de Controle de erros e de fluxofluxo �� Tipos de Operação e Tipos de Operação e Classes de ProcedimentoClasses de Procedimento Physical LayerPhysical Layer (PHY)(PHY) Medium AccessMedium Access Control (MAC)Control (MAC) Logical LinkLogical Link Control (LLC)Control (LLC) Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 84 LLC LLC MAC Físico MAC Físico Aplicação Apresentação Sessão Transporte Rede Host B Aplicação Apresentação Sessão Transporte Rede Host A comunicação fimcomunicação fim--aa--fimfim Arquitetura IEEE 802 (Redes Locais de Computadores)Arquitetura IEEE 802 (Redes Locais de Computadores) FísicoFísico EnlaceEnlace RedeRede TransporteTransporte SessãoSessão ApresentaçãoApresentação AplicaçãoAplicação Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 85 802.2802.2 802.3802.3 802.4802.4 802.5802.5 802.6802.6 802.1802.1 Relacionamento entre os Padrões 802 LLC MAC e PHY Padrões IEEE 802.XPadrões IEEE 802.X Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 86 AplicaçãoAplicação ApresentaçãoApresentação SessãoSessão TransporteTransporte RedeRede EnlaceEnlace FísicoFísico LLC (802.2)LLC (802.2) MACMAC FísicoFísico Arquitetura OSI Arquitetura IEEE OSI x IEEE 802OSI x IEEE 802 Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 87 Arquitetura TCP/IP (Internet) Arquitetura TCP/IP (Internet) Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 88 Arquitetura TCP/IP (Internet)Arquitetura TCP/IP (Internet) �� Desenvolvido pelo Departamento de Defesa Desenvolvido pelo Departamento de Defesa Americano (DARPA)Americano (DARPA) �� Padrão de fatoPadrão de fato �� Evolução da ARPANETEvolução da ARPANET �� Começo do projeto no início dos anos 70Começo do projeto no início dos anos 70 �� Arquitetura baseada no conceito de interconexão Arquitetura baseada no conceito de interconexão de redes (interde redes (inter--redes)redes) Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 89 inter-rede GG GG GG GG GG Rede 3Rede 3 Conceito de interConceito de inter--redesredes HH HH HH Rede 2Rede 2 HH HH Rede 1Rede 1 HH HHHH Rede 5Rede 5Rede 4Rede 4 Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 90 Por que interPor que inter--redes?redes? �� As redes são entidades independentes que se As redes são entidades independentes que se adequam aos interesses de grupos específicosadequam aos interesses de grupos específicos �� A Internet é um exemplo de interA Internet é um exemplo de inter--rede que rede que interliga várias redes espalhadas pelos cinco interliga várias redes espalhadas pelos cinco continentescontinentes Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 91 Padronizações na InternetPadronizações na Internet �� Internet Engineering Task Force (IETF)Internet Engineering Task Force (IETF) •• dividido em grupos de trabalho (Working Groups)dividido em grupos de trabalho (Working Groups) •• documentos propostos e padrõesdocumentos propostos e padrões –– request for comments (RFC)request for comments (RFC) –– internetinternet--draftdraft •• http://wwwhttp://www..ietfietf..orgorg Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 92 Camadas da Arquitetura TCP/IPCamadas da Arquitetura TCP/IP RedeRede InterInter--rederede TransporteTransporte AplicaçãoAplicação Interface de Rede Intra-Rede ou Hardware Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 93 Nós Intermediários na Arquitetura TCP/IPNós Intermediários na Arquitetura TCP/IP MensagemMensagem idênticaidêntica PacotePacote idênticoidêntico RoteadorRoteador Rede Física 1Rede Física 1 intraintra--rederede Inter-rede Interface de rede Interface de rede Interface de rede Host AHost A QuadroQuadro idênticoidêntico DatagramaDatagrama idênticoidêntico Inter-rede Transporte Aplicação Interface de redeHost BHost B QuadroQuadro idênticoidêntico DatagramaDatagrama idênticoidêntico Inter-rede Transporte Aplicação Rede Física 2Rede Física 2 intraintra--rederede Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 94 Internet Protocol (IP)Internet Protocol (IP) �� Esquema de roteamento entre Esquema de roteamento entre redesredes �� Interconexão e roteamento Interconexão e roteamento através de através de GatewaysGateways �� Endereços IP únicos Endereços IP únicos designados por uma designados por uma autoridade central (ICANN autoridade central (ICANN -- The Internet Corporation for The Internet Corporation for Assigned Names and Assigned Names and NumbersNumbers)) RedeRede InterInter--rederede TransporteTransporte AplicaçãoAplicação Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 95 Endereços IPEndereços IP �� Endereços IP são números Endereços IP são números de 32 bits (4 bytes)de 32 bits (4 bytes) �� Endereçamento Endereçamento hierárquico composto de hierárquico composto de parte de parte de rederede e parte de e parte de hosthost RedeRede AA RedeRede BB Rede Host End. IP na Rede A ≠≠≠≠ End IP na Rede B Parte comum a todas as estações em uma mesma rede Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 96 Endereços IP: Notação “de Ponto”Endereços IP: Notação “de Ponto” 11010000 11110101 00011100 10100011 208 245 28 163 208.245.28.163 Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 97 �� Um endereço IP Um endereço IP identifica umidentifica um hosthost em em uma determinadauma determinada rede rede físicafísica •• se uma máquina troca de se uma máquina troca de rede então seu endereço rede então seu endereço IP mudaIP muda •• endereços IP não têm endereços IP não têm relação com os endereços relação com os endereços das estações dentro de das estações dentro de cada uma das redes cada uma das redes (endereçamento intra(endereçamento intra-- rede).rede). Endereços IPEndereços IP RedeRede AA RedeRede BB End. IP na Rede A ≠≠≠≠ End IP na Rede B Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 98 Distribuição de Endereços na InternetDistribuição de Endereços na Internet �� ICANN ICANN -- Internet Corporation for Assigned Names and Internet Corporation for Assigned Names and NumbersNumbers •• ARIN ARIN -- American Registry for Internet NumbersAmerican Registry for Internet Numbers •• Ripe Ripe -- Ripe Network Coordination CentreRipe Network Coordination Centre •• APNIC APNIC -- Asian Pacific Network Information CentreAsian Pacific Network Information Centre •• LACNIC LACNIC -- Latin American and Caribean Network Latin American and Caribean Network Information Center (responsabilidade do Comitê Gestor da Information Center (responsabilidade do Comitê Gestor da Internet no Brasil Internet no Brasil -- www.cg.org.br)www.cg.org.br) •• AfriNIC AfriNIC -- African Network Information CentreAfrican Network Information Centre �� Estrutura de distribuição dos endereços é hierárquicaEstrutura de distribuição dos endereços é hierárquica •• ISPs ISPs ((InternetInternet ServiceService Providers) distribuem endereços para Providers) distribuem endereços para seus usuários, que podem ser outros provedoresseus usuários, que podem ser outros provedores Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 99 Distribuição de Endereços na InternetDistribuição de Endereços na Internet �� No BrasilNo Brasil •• Top levelTop level ISPs: RNP, ISPs: RNP, Embratel, ...Embratel, ... ICANNICANN LACNICLACNIC ISPISP ISPISPISPISP ISPISPISPISP ......... ...... Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 100 Internet Protocol (IP)Internet Protocol (IP) �� Roteamento baseado no Roteamento baseado no endereço da rede e não do endereço da rede e não do hosthost �� Serviço sem conexão e não Serviço sem conexão e não confiávelconfiável •• datagramadatagrama �� Estrutura interna da rede Estrutura interna da rede “física” transparente“física” transparenteRedeRede InterInter--rederede TransporteTransporte AplicaçãoAplicação Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 101 TCP UDP Inter-rede Aplicação Camada de TransporteCamada de Transporte Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 102 User Datagram Protocol (UDP)User Datagram Protocol (UDP) �� Serviço sem conexão e não Serviço sem conexão e não confiávelconfiável •• algumas aplicações não precisam algumas aplicações não precisam de conexãode conexão •• menor tráfego e maior eficiênciamenor tráfego e maior eficiência �� Multiplexação (portas)Multiplexação (portas) •• uma aplicação UDP é identificada uma aplicação UDP é identificada por uma determinada porta em por uma determinada porta em uma estaçãouma estação –– Endereço IP + Porta UDPEndereço IP + Porta UDP RedeRede InterInter--rederede TransporteTransporte AplicaçãoAplicação Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 103 Multiplexação e Demultiplexação UDPMultiplexação e Demultiplexação UDP Aplicação 1 IP Aplicação 2 Porta 34 Porta 22 UDP Porta 126 Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 104 Transmission Control Protocol (TCP)Transmission Control Protocol (TCP) �� Serviço confiável orientado a Serviço confiável orientado a conexão (Circuito Virtual)conexão (Circuito Virtual) •• seqüenciaçãoseqüenciação •• detecção e correção de erros fimdetecção e correção de erros fim--aa-- fimfim •• controle de fluxocontrole de fluxo �� MultiplexaçãoMultiplexação •• ponto terminal = (Estação, Porta)ponto terminal = (Estação, Porta) •• conexão identificada por um par de conexão identificada por um par de pontos terminaispontos terminais RedeRede InterInter--rederede TransporteTransporte AplicaçãoAplicação Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 105 Conexão TCPConexão TCP Conexão = (139.82.17.10, 22) e (139.82.55.3, 2340) TCPTCP IPIP TCPTCP IPIP Porta 22 Porta 2340 Host 139.82.17.10 Host 139.82.55.3 Inter-rede TCP/IP Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 106 AplicaçãoAplicação RedeRede InterInter--rederede TransporteTransporte AplicaçãoAplicação �� Protocolos baseadas em TCPProtocolos baseadas em TCP •• Telnet, FTP, SMTP, HTTP, ...Telnet, FTP, SMTP, HTTP, ... �� Protocolos baseados em UDPProtocolos baseados em UDP •• DNS, SNMP, DHCP, ...DNS, SNMP, DHCP, ... �� Interfaces Interfaces para programaçãopara programação de de aplicaçõesaplicações TCP/IPTCP/IP �� EsquemaEsquema de de endereçamento opcional endereçamento opcional baseadobaseado em nomesem nomes •• DNS (ex: www.telecom.DNS (ex: www.telecom.uffuff..brbr)) Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 107 OSI x TCP/IPOSI x TCP/IP FísicoFísico EnlaceEnlace RedeRede TransporteTransporte SessãoSessão ApresentaçãoApresentação AplicaçãoAplicação RedeRede InterInter--RedeRede TransporteTransporte AplicaçãoAplicação OSI TCP/IP Comunicação de Dados IVComunicação de Dados IV 108 FísicoFísico EnlaceEnlace OSI x TCP/IPOSI x TCP/IP TransporteTransporte SessãoSessão ApresentaçãoApresentação AplicaçãoAplicação RedeRede InterInter--RedeRede TransporteTransporte AplicaçãoAplicação OSI TCP/IP RedeRede
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